POLITECHNIKA KRAKOWSKA
im. Tadeusza Kościuszki
KRZYSZTOF W. KSIĄśYŃSKI, PIOTR JEś ,
ZOFIA GRĘPLOWSKA
TABLICE
DO OBLICZEŃ HYDRAULICZNYCH
POMOC DYDAKTYCZNA
Wydanie trzecie poprawione
Kraków 2002
skład komputerowy
K. W. Książyński
SPIS TREŚCI
1. Wstęp ..................................................................................................................... 5
2. Oznaczenia i jednostki ........................................................................................... 7
2.1. Międzynarodowy system oznaczeń w mechanice płynów .................... 7
2.1.1. Oznaczenia zmiennych ............................................................... 7
2.1.2. Oznaczenia matematyczne .......................................................... 9
2.1.3. Oznaczenia punktów charakterystycznych ................................. 9
2.1.4. Oznaczenia pomocnicze .............................................................. 9
2.2. Nazwy przedrostków do tworzenia nazw jednostek pochodnych
w układzie SI ....................................................................................... 10
2.3. Jednostki podstawowe i uzupełniające układu SI ................................ 10
2.4. Jednostki główne i pochodne wybranych wielkości fizycznych
używanych w mechanice płynów ...................................................... 11
3. Niektóre fizyczne własności wody ...................................................................... 12
3.1. Zależność gęstości wody destylowanej od temperatury ...................... 12
3.2. Dynamiczny i kinematyczny współczynnik lepkości wody ................ 15
4. Parcie hydrostatyczne .......................................................................................... 16
5. Hydraulika rurociągów ........................................................................................ 18
5.1. Orientacyjne zalecane prędkości przepływu w rurociągach ................ 18
5.2. Wykres Moody’ego (wklejka) .................................................. po str. 18
5.3. Chropowatość bezwzględna rur ........................................................... 19
5.4. Współczynniki strat lokalnych............................................................. 22
5.4.1. Współczynniki strat przy wlocie do przewodu ......................... 22
5.4.2. Współczynnik strat przy zmianie kierunku ............................... 23
5.4.3. Współczynnik strat przy nagłej zmianie przekroju. .................. 24
5.4.4. Współczynnik strat przy przejściu przez zawory ...................... 25
5.5. Wysokość ciśnienia wrzenia wody przy różnych temperaturach ........ 26
6. Hydraulika budowli wodnych ............................................................................. 27
6.1. Otwory ................................................................................................. 27
6.1.1. Wydatek otworu ........................................................................ 27
6.1.2. Współczynniki wydatku dla otworów okrągłych ...................... 27
6.1.3. Współczynniki wydatku dla otworów kwadratowych .............. 28
6.1.4. Wypływ spod zamknięcia bez progu ........................................ 28
6.2. Przelewy o ostrej krawędzi .................................................................. 29
6.2.1. Wydatek prostokątnego przelewu o ostrej krawędzi ................ 29
6.2.2. Współczynnik
m
dla przelewu prostokątnego bez dławienia ... 30
6.2.3. Współczynnik
m
dla przelewu prostokątnego z dławieniem .... 30
6.2.4. Współczynnik dławienia przelewu prostokątnego .................... 31
6.2.5. Współczynnik kształtu przelewu prostokątnego ....................... 31
6.2.6. Współczynnik zatopienia przelewu o ostrej krawędzi .............. 32
6.2.7. Wydatek przelewu kołowego .................................................... 32
4
6.3. Przelewy o kształcie praktycznym ...................................................... 33
6.3.1. Wydatek przelewu o kształcie praktycznym ............................ 33
6.3.2. Współczynnik wydatku i prędkości do uproszczonych
obliczeń przelewów o kształtach praktycznych ....................... 34
6.3.3. Progi o profilu prostokątnym ................................................... 34
6.3.4. Współczynnik
m
dla progu o kształcie trapezowym ................ 35
6.3.5. Profil przelewu Creagera .......................................................... 36
6.3.6. Współczynniki progu o profilu Creagera ................................. 37
6.3.7. Współczynnik
m
dla progu Jambora ........................................ 39
6.3.8. Współczynnik zatopienia ......................................................... 39
6.3.9. Współczynnik kontrakcji.......................................................... 40
6.4. Przelew o szerokiej koronie ................................................................ 42
6.4.1. Wydatek przelewu o szerokiej koronie .................................... 42
6.4.2. Współczynniki do obliczania przelewów o szerokiej koronie . 43
7. Hydraulika koryt otwartych ................................................................................ 44
7.1. Parametry kanałów otwartych ............................................................. 44
7.1.1. Zalecane nachylenia skarp kanałów ziemnych ........................ 44
7.1.2. Dopuszczalne prędkości średnie w kanałach ziemnych ........... 45
7.2. Ruch jednostajny w korytach otwartych ............................................. 46
7.2.1. Wzór Matakiewicza ................................................................. 46
7.2.2. Współczynnik szorstkości do wzoru Manninga ....................... 51
7.2.3. Ekwiwalentna elementarna chropowatość piaskowa do wzoru
Darcy’ego-Weissbacha ............................................................ 56
7.3. Ruch jednostajny w kolektorach ......................................................... 57
7.3.1. Moduły przepływu dla kolektorów .......................................... 57
7.3.2. Sprawność kolektorów ............................................................. 59
7.4. Ruch zmienny ustalony w korytach otwartych ................................... 61
7.4.1. Funkcja Rühlmanna do obliczeń krzywej spiętrzenia
w korycie prostokątnym ........................................................... 61
7.4.2. Funkcja Tolkmitta do obliczeń krzywej spiętrzenia
w korycie parabolicznym ......................................................... 63
7.5. Ruch rumowiska w korytach otwartych.............................................. 64
7.5.1. Prędkość swobodnego opadania w wodzie kulistego ziarna
o średnicy
d
s
<10
3
µ
m .............................................................. 64
7.5.2. Prędkość swobodnego opadania w wodzie kulistego ziarna
o średnicy
d
s
>10
3
µ
m .............................................................. 65
7.5.3. Zależność współczynnika Richardsona-Zaki od liczby
Reynoldsa................................................................................. 65
8. Filtracja. Parametry filtracyjne gruntów klastycznych ....................................... 66
9. Bibliografia ......................................................................................................... 67
1.
WSTĘP
Niniejsze Tablice zawierają wartości współczynników i funkcji
niezbędnych przy obliczeniach hydraulicznych. Szczegółowy spis treści
ułatwia orientację w całości materiału. Zrezygnowano z rzadko obecnie
stosowanych nomogramów i z zestawień tych wartości, które można łatwo
wyliczyć za pomocą kalkulatora do obliczeń naukowo-technicznych.
Moduły przepływu i współczynniki sprawności kolektorów wyliczono
stosując wzór Manninga. W Tablicach uwzględniono obowiązujące
normatywy i podano literaturę źródłową.
Tablice stanowią pomoc dydaktyczną do przedmiotów: Mechanika
płynów i hydraulika, Mechanika płynów oraz Hydraulika z programu
studiów na Wydziale Inżynierii Środowiska, a także do przedmiotów:
Hydraulika i hydrologia, Hydraulika i hydrologia z budownictwem wodnym
oraz Hydraulika, hydrologia i podstawy budownictwa wodnego z programu
studiów na Wydziale Inżynierii Lądowej. Niniejsze opracowanie może
stanowić także cenną pomoc w praktyce inżynierskiej przy prowadzeniu
obliczeń hydraulicznych.
W obecnym wydaniu poprawiono dostrzeżone błędy oraz niektóre mniej
czytelne rysunki i wykresy zastąpiono nowymi o lepszej jakości.
Ujednolicono również sposób zapisu funkcji Rühlmanna i Tolkmitta
i dodano wzory ilustrujące sposób użycia funkcji.
6
2.
OZNACZENIA I JEDNOSTKI
2.1.
MIĘDZYNARODOWY SYSTEM OZNACZEŃ W MECHANICE
PŁYNÓW
2.1.1.
Oznaczenia zmiennych
a
– przyspieszenie [m/s
2
],
A
– powierzchnia przekroju [m
2
],
b
– szerokość, szerokość (światło) otworu [m],
B
– szerokość strumienia na poziomie zwierciadła cieczy[m],
c
– wysokość ścianki przelewu [m],
C
– stała,
d
– średnica, średnica rurociągu [m],
D
– moment dewiacji (odśrodkowy) powierzchni [m
4
],
e
– wysokość podniesienia zasuwy (wysokość otworu) [m],
E
– energia [J],
f
– współczynnik tarcia [–],
F
– siła [N],
g
– przyspieszenie ziemskie (
g
= 9.81 [m/s
2
]),
G
– ciężar [N],
h
– głębokość, napełnienie, wysokość ciśnienia [m],
H
– rzędna zwierciadła wody [m npm], wysokość,
wysokość hydrauliczna [m],
i
– liczba naturalna porządkująca (stosowana jako indeks),
j
– liczba naturalna porządkująca (stosowana jako indeks),
J
– moment bezwładności powierzchni [m
4
],
k
– współczynnik filtracji [m/s],
K
– moduł przepływu [m
3
/s],
l
– długość [m],
L
– praca [J],
m
– masa [kg],
M
– moment statyczny powierzchni [m
3
], moment siły [N · m],
n
– współczynnik szorstkości według Manninga [s/m
1/3
],
współczynnik
porowatości [–],
N
– moc [W],
p
– ciśnienie [Pa],
P
– siła parcia cieczy [N],
q
– natężenie przepływu liczone na jednostkę szerokości strumienia
[m
2
/s],
Q
– natężenie przepływu [m
3
/s],
8
r
– intensywność opadu [mm/a],
R
– promień łuku [m],
s
– długość drogi krzywoliniowej [m],
S
– spadek [–],
t
– czas [s],
T
– temperatura [K],
u
– pęd [kg m/s],
U
– obwód zwilżony [m],
v
– prędkość [m/s],
V
– objętość [m
3
],
w
– moduł prędkości, intensywność infiltracji [m/s],
W
– siła wyporu [N],
x
– współrzędna wzdłuż kierunku ruchu (główna) [m],
y
– współrzędna poprzeczna do kierunku ruchu [m],
z
– współrzędna pionowa (rzędna) [m, m npm],
Z
– spiętrzenie wody [m],
α
– (alfa) współczynnik Saint-Venanta [–],
β
– (beta) współczynnik pędu [–],
γ
– (gamma) ciężar właściwy [N/m
3
],
δ
– (delta) błąd względny [–],
∆
– (delta) różnica, błąd bezwzględny,
ε
– (epsilon) współczynnik kontrakcji [–],
ζ
– (dzeta) współczynnik straty (lokalnej) [–],
η
– (eta) dynamiczny współczynnik lepkości [Pa
⋅
s],
współrzędna środka parcia [m],
ϑ
– (theta) wilgotność względna (stopień nasycenia) [–],
θ
– (theta) wilgotność bezwzględna [m
3
/m
3
],
κ
– (kappa) przepuszczalność gruntu [m
2
], stała Karmana,
λ
– (lambda) współczynnik tarcia w rurociągu [–],
Λ
– (lambda) opór hydrauliczny [s/m
2
,
s/m
2.5
],
µ
– (mi) współczynnik wydatku, współczynnik odsączalności [–],
ν
– (ni) kinematyczny współczynnik lepkości [m
2
/s],
ξ
– (ksi) współrzędna środka parcia (pozioma) [m],
ρ
– (ro) gęstość [kg/m
3
],
σ
– (sigma) współczynnik zatopienia [–], naprężenie [Pa],
τ
– (tau) naprężenie styczne [Pa],
ϕ
– (fi) współczynnik prędkości [–], kąt [rad],
Φ
– (fi) potencjał,
χ
– (chi) obwód [m],
ψ
– (psi) przyspieszenie kątowe [rad/s
2
],
Ψ
– (psi) funkcja prądu,
ω
– (omega) prędkość kątowa [rad/s].
2.1.2.
Oznaczenia matematyczne
F
,
f
– funkcja,
X
– płaszczyzna pozioma,
Y
– płaszczyzna pionowa,
Γ
– (gamma) granica obszaru,
π
– (pi) stała geometryczna (ludolfina,
π
= 3.14159),
Π
– (pi) iloczyn,
Σ
– (sigma) suma, szereg,
Ω
– (omega) obszar, dziedzina.
2.1.3.
Oznaczenia punktów charakterystycznych
O
– środek obrotu lub krzywizny,
S
– środek ciężkości,
Ξ
– (ksi) środek parcia.
2.1.4.
Oznaczenia pomocnicze (przykładowo dla prędkości)
v
– wektor prędkości,
v
– prędkość średnia,
v
o
– prędkość podstawowa (normalna, początkowa),
|v
|
– wartość prędkości,
v
h
– składowa wektora prędkości w kierunku poziomym,
v
v
– składowa wektora prędkości w kierunku pionowym,
v
x
– składowa wektora prędkości w kierunku
x
,
v
y
– składowa wektora prędkości w kierunku
y
,
v
z
– składowa wektora prędkości w kierunku
z
.
10
2.2.
NAZWY
PRZEDROSTKÓW
DO
TWORZENIA
NAZW
JEDNOSTEK POCHODNYCH W UKŁADZIE SI
Podwielokrotności
Nadwielokrotności
przedrostek
oznaczenie
mnożnik
przedrostek
oznaczenie
mnożnik
decy
d
10
– 1
deka
da
10
1
centy
c
10
– 2
hekto
h
10
2
mili
m
10
– 3
kilo
k
10
3
mikro
µ
10
– 6
mega
M
10
6
nano
n
10
– 9
giga
G
10
9
piko
p
10
– 12
tera
T
10
12
2.3.
JEDNOSTKI PODSTAWOWE I UZUPEŁNIAJĄCE UKŁADU S
I
Wielkość fizyczna
Nazwa jednostki miary Oznaczenie jednostki
Długość
metr
m
Masa
kilogram
kg
Czas
sekunda
s
Temperatura bezwzględna
stopień Kelvina
K
Natężenie prądu
elektrycznego
amper
A
Liczność materii
mol, gramocząsteczka
mol
Ś
wiatłość
kandela
cd
Kąt płaski
radian
rad
Kąt bryłowy
steradian
sr
2.4.
JEDNOSTKI
GŁÓWNE
I
POCHODNE
WYBRANYCH
WIELKOŚCI FIZYCZNYCH UśYWANYCH W MECHANICE
PŁYNÓW (SOBOTA, 1994)
R o d z a j
w i e l k o ś c i
N a z w a
j e d n o s t k i
O z n a c z e n i e
j e d n o s t k i
W y m i a r
j e d n o s t k i
Siła
niuton
N
1 N = 1 kg
⋅
m / s
2
dyna
dyn
1 dyna = 10
– 5
N
Ciśnienie
pascal
Pa
1 Pa = 1 N / m
2
bar
bar
1 bar = 10
5
Pa
atmosfera
fizyczna
atm
1 atm = 101
325 Pa
milimetr słupa
wody
mm H
2
O
1 mm H
2
O = 9,81 Pa
milimetr słupa
rtęci (tor)
mm Hg = Tr
1 mm Hg = 1 Tr =
= 133,322 Pa
Praca,
energia,
ciepło
dżul
(niutono-metr,
watosekunda)
J
1 J = 1 N
⋅
m = 1 W
⋅
s
erg
erg
1 erg = 10
– 7
J
watogodzina
W h
1 W h = 3,6
⋅
10
3
J
kaloria
cal
1 cal = 4,1868 J
Ciężar
właściwy
niuton na metr
sześcienny
N / m
3
–
Gęstość
kilogram na metr
sześcienny
kg / m
3
1 kg / m
3
= 10
– 3
kg / l
kilogram na litr
kg / l
1 kg / l = 1 kg / dm
3
gram na
centymetr
sześcienny
g / cm
3
1 g / cm
3
= 10
3
kg / m
3
12
3.
NIEKTÓRE FIZYCZNE WŁASNOŚCI WODY
3.1.
ZALEśNOŚĆ GĘSTOŚCI WODY DESTYLOWANEJ [G/ML]
OD TEMPERATURY [
O
C] (PN 55/N-02086)
T
[
o
]
0
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
0
0,999 867 874 881 887 893 899 905 911 916 924
1
926 931 936 941 945 949 953 957 961 964
2
968 971 974 977 980 982 984 987 989 991
3
992 994 995 996 997 998 999 999 000* 000*
4
1,000 000 000 000 999* 999* 998* 997* 996* 995* 993*
5
0,999 992 990 988 986 984 982 979 977 974 971
6
968 965 961 958 984 951 947 942 938 934
7
929 925 920 915 910 904 899 893 888 882
8
876 870 863 857 850 844 837 830 823 816
9
808 801 793 785 777 769 761 753 744 736
10
0,999 727 718 709 700 691 681 672 662 652 642
11
632 622 611 601 590 580 569 558 547 536
12
524 513 501 489 477 465 453 441 429 416
13
404 391 378 365 352 339 325 312 298 284
14
271 257 243 228 214 200 185 170 156 141
15
126 110 950 080 064 049 033 017 001 985*
16
0,998 969 952 936 919 903 886 869 852 835 818
17
800 783 765 748 730 712 694 676 658 369
18
621 602 584 565 546 527 508 489 469 450
19
430 411 691 371 351 331 311 290 270 250
20
229 208 187 167 146 124 103 082 060 039
21
017 995* 974* 952* 930* 907* 885* 863* 840* 818*
22
0,997 795 772 749 727 703 680 657 634 610 587
23
563 539 515 491 467 443 419 395 370 346
24
321 296 271 246 221 196 171 146 120 950
25
069 044 018 992* 966* 940* 914* 887* 861* 835*
26
0,996 808 781 735 728 701 674 647 620 592 565
27
538 510 482 455 427 399 371 343 315 286
28
258 230 201 172 144 115 086 057 028 999*
29
0,995 969 940 911 881 851 822 792 762 732 702
30
672 642 611 581 551 520 489 459 428 397
31
366 335 304 272 241 210 178 147 115 083
32
051 019 987* 955* 923* 891* 859* 826* 794* 761*
c.d. tabl.
T
[
o
]
0,0
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
33
0,994 728 696 663 630 597 564 531 497 464 431
34
397 364 330 297 263 229 195 161 126 092
35
058 240 989* 955* 920* 885* 851* 816* 781* 746*
36
0,993 711 675 640 605 570 534 498 463 427 391
37
356 320 284 247 211 175 139 102 066 029
38
0,992 993 956 919 882 845 808 771 734 697 659
39
622 585 547 509 472 434 396 358 320 282
40
0,992 244 206 167 129 910 520 140 975* 936* 897*
41
0,991 858 819 780 741 702 663 624 584 545 505
42
466 426 386 346 306 266 226 186 146 106
43
066 025 985* 944* 903* 863* 822* 781* 740* 699*
44
0,990 658 617 576 535 493 452 411 369 327 286
45
244 202 160 118 760 340 992* 950* 908* 865*
46
0,989 823 780 738 695 652 610 567 524 481 438
47
395 352 308 265 222 178 135 091 047 004
48
0,988 960 916 872 828 784 740 696 651 607 563
49
518 474 429 384 340 295 250 205 160 115
50
070 025 979* 934* 899* 843* 798* 752* 707* 661*
51
0,987 615 569 526 477 431 385 339 293 246 200
52
154 107 061 014 967* 921* 874* 827* 780* 733*
53
0,986 686 639 592 544 497 450 402 355 307 259
54
212 164 116 068 020 972* 924* 876* 828* 780*
55
0,985 731 683 634 586 537 489 440 391 342 294
56
045 196 147 097 048 999* 950* 900* 851* 801*
57
0,984 752 702 652 603 553 503 453 403 353 303
58
253 203 152 102 052 001 951* 900* 849* 799*
59
0,983 748 697 646 595 544 493 442 391 340 288
60
237 185 134 082 031 979* 927* 876* 824* 772*
61
0,982 720 669 616 564 511 459 407 354 302 250
62
197 144 092 039 986* 933* 880* 828* 775* 721*
63
0,981 688 615 562 509 455 402 348 295 241 188
64
134 080 026 972* 918* 864* 810* 756* 702* 648*
65
0,980 594 594 485 430 376 321 267 212 157 103
66
048 993* 938* 883* 828* 773* 717* 662* 607* 552*
67
0,979 496 441 385 330 274 218 162 107 051 995*
68
0,978 939 883 827 771 715 658 602 546 489 433
14
c.d. tabl.
T
[
o
]
0,0
0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9
69
376 320 263 206 150 093 036 979* 922* 865*
70
0,977 808 751 694 636 579 522 464 407 349 292
71
234 177 119 061 003 945* 887* 829* 771* 713*
72
0,976 655 597 539 480 422 364 605 247 188 129
73
071 012 953* 894* 835* 776* 717* 658* 599* 540*
74
0,975 481 421 362 303 243 184 124 065 005 945*
75
0,974 885 826 766 706 646 586 526 466 406 345
76
285 255 164 104 043 983* 922* 868* 801* 740*
77
0,973 679 618 558 497 436 374 313 252 191 130
78
068 007 946* 884* 823* 761* 699* 638* 576* 514*
79
0,972 452 390 328 266 204 142 080 018 956* 893*
80
0,971 831 769 706 644 581 518 456 393 330 268
81
205 142 079 016 953* 890* 826* 763* 700* 637*
82
0,970 573 510 446 383 319 256 192 128 064 001
83
0,969 937 873 809 745 681 617 553 488 424 360
84
295 231 166 102 037 973* 908* 843* 779* 714*
85
0,968 649 584 519 454 389 324 259 193 128 063
86
0,967 998 932 867 801 736 670 604 539 473 407
87
341 275 209 143 077 011 945* 879* 813* 746*
88
0,966 680 614 547 481 414 348 281 214 148 081
89
014 947* 880* 813* 746* 679* 612* 545* 478* 410*
90
0,965 343 276 208 141 074 006 938* 871* 803* 735*
91
0,964 668 600 532 464 396 328 260 192 124 055
92
0,963 987 919 850 782 714 654 577 508 439 371
93
302 233 164 095 027 958* 889* 819* 750* 681*
94
0,962 612 543 473 404 335 265 196 126 057 987*
95
0,961 917 848 778 708 638 568 498 428 358 288
96
218 148 078 008 937* 867* 796* 726* 655* 585*
97
0,960 514 444 373 302 231 161 090 019 948* 877*
98
0,959 806 735 664 592 521 450 378 307 236 164
99
093 021 950* 878* 806* 734* 663* 591* 519* 447*
100
0,958 375
Uwaga: * oznacza, że pierwsze trzy cyfry liczby odczytuje się
z następnego wiersza kolumny 2, np. dla temperatury
T
=
= 89,3 [
o
C] = 89 + 0,3 gęstość wynosi:
ρ
= 0,965 813 [g/ml].
3.2.
DYNAMICZNY
(
η
)
I
KINEMATYCZNY
(
ν
)
WSPÓŁCZYNNIK LEPKOŚCI WODY
(Sobota, 1994)
T
[
o
C]
Dynamiczny
współczynnik
lepkości
η
Kinematyczny
współczynnik
lepkości
ν
T
[
o
C]
Dynamiczny
współczynnik
lepkości
η
Kinematyczny
współczynnik
lepkości
ν
[mPa·s]
[mm
2
/s]
[mPa·s]
[mm
2
/s]
0
1,7921
1,7923
20
1,0050
1,0068
1
1,7313
1,7314
21
0,9810
0,9829
2
1,6727
1,6728
22
0,9579
0,9600
3
1,6191
1,6191
23
0,9358
0,9381
4
1,5674
1,5674
24
0,9143
0,9167
5
1,5188
1,5188
25
0,8937
0,8963
6
1,4728
1,4728
26
0,8737
0,8765
7
1,4284
1,4285
27
0,8545
0,8575
8
1,3860
1,3862
28
0,8360
0,8391
9
1,3462
1,3465
29
0,8180
0,8213
10
1,3077
1,3081
30
0,8007
0,8042
11
1,2713
1,2718
35
0,7225
0,7268
12
1,2363
1,2369
40
0,6560
0,6612
13
1,2028
1,2035
45
0,5987
0,6046
14
1,1708
1,1717
50
0,5494
0,5560
15
1,1404
1,1414
55
0,5065
0,5138
16
1,1111
1,1122
60
0,4688
0,4768
17
1,0828
1,0841
70
0,4061
0,4151
18
1,0559
1,0574
80
0,3565
0,6668
19
1,0299
1,0315
90
0,3165
0,3279
20
1,0050
1,0068
100
0,2838
0,2961
1[mPa·s] = 10
-3
[Pa·s] = 1[cP] = 10
-2
[g /(s·cm)]
1[mm
2
/s] = 10
-6
[m
2
/s] = 1[cSt] = 10
-2
[cm
2
/s]
4.
PARCIE HYDROSTATYCZNE
Wzory do wyznaczania parcia hydrostatycznego (Sobota,1994)
Ś
ciana
Powierzchnia
A
Moment
bezwładności
J
względem
oznaczonej osi
Zagłębienie
ś
rodka ciężkości
h
s
Parcie
hydrostatyczne
P
Zagłębienie
ś
rodka parcia
η
1
2
3
4
5
6
S
Ξ
h
h
s
η
P
b
hb
12
3
h
b
2
h
b
h
2
2
γ
h
3
2
S
Ξ
h
h
s
η
P
b
1
b
2
h
b
b
2
2
1
+
(
)
+
+
+
2
1
2
1
2
2
1
3
2
36
b
b
b
b
b
b
h
+
+
1
2
1
2
2
3
b
b
b
b
h
(
)
1
2
2
2
6
b
b
h
+
γ
+
+
1
2
1
2
2
3
3
b
b
b
b
h
S
Ξ
h
h
s
η
P
b
2
h
b
36
3
h
b
3
h
b
h
6
2
γ
2
h
c.d. tabl.
1
2
3
4
5
6
S
Ξ
h
h
s
η
P
b
2
h
b
36
3
h
b
h
3
2
b
h
3
2
γ
h
4
3
S
Ξ
h
s
η
P
d
4
2
d
π
64
4
d
π
2
d
8
3
d
π
γ
d
8
5
d
S
Ξ
h
s
η
P
2
d
8
2
d
π
4
18
1
128
d
−
π
π
π
3
2
d
12
3
d
γ
d
32
3
π
18
5.
HYDRAULIKA RUROCIĄGÓW
5.1.
ORIENTACYJNE
ZALECANE
PRĘDKOŚCI
PRZEPŁYWU
W RUROCIĄGACH (PN-76/M-34034)
Czynnik
Rodzaj rurociągu
Prędkość[m/s]
1
2
3
Woda
rur
o
ci
ąg s
sa
w
ny po
m
p
ogólnie, w zależności od wysokości ssania,
długości rurociągu, temperatury
0,5
÷
1,0
dla pomp wirowych przy niskiej
temperaturze
do 2,0
dla pomp specjalnych dla wody gorącej
(pracujących z napływem)
do 3,0
rur
o
ci
ąg t
łoc
zny po
m
p
wodny, zapowietrzony, korodujący
do 4,0
zasilający kotły
1,3
÷
3,0
zasilający awaryjny, obejściowy
do 5,0
magistrali ciepłowniczej
2,0
÷
3,0
sieci ciepłowniczej odgałęzionej
1,0
÷
2,0
sieci ciepłowniczej przyłączeniowej
do 1,0
magistrali wodnej
1,0
÷
3,0
sieci wodnej miejskiej
0,5
÷
1,0
zasilanie turbin
1,0
÷
7,0
Para wodna
pary nasyconej
15
÷
25
pary zasilającej maszyny tłokowe
10
÷
25
pary przegrzanej przy
V
/
m
= 0,025 m
3
/kg
35
÷
45
pary przegrzanej przy
V
/
m
= 0,05 m
3
/kg
40
÷
50
pary przegrzanej przy
V
/
m
= 0,1 m
3
/kg
45
÷
55
pary przegrzanej przy
V
/
m
= 0,2 m
3
/kg
50
÷
60
pary przegrzanej ponad 500
o
C
i ponad 12,5 MPa
40
÷
50
Powietrze
ciśnieniowy
2
÷
10
Gaz
wysokociśnieniowy (magistrale dalekosiężne)
10
÷
25
niskociśnieniowy
5
÷
10
instalacji domowej
do 1,0
Olej
–
1,0
÷
2,0
V
/
m
– objętość właściwa czynnika
5.2.
WYKRES MOODY’EGO
(PN-76/M-34034)
5 6 7 8 9
2
3
4
5 6 7 8 9
2
3
4
5 6 7 8 9
2
3
4
5 6 7 8 9
2
3
4 5 6 7 8 9
2
3
4
5 6 7 8 9
Liczba Reynoldsa
0,006
0,007
0,008
0,009
0,010
0,015
0,020
0,025
0,030
0,040
0,050
0,060
0,070
0,080
0,090
0,100
0,130
W
s
p
ó
łc
z
y
n
n
ik
t
a
rc
ia
λ
przepływ
laminar ny
rury hydraulicznie chropowate
c
h
ro
p
o
w
a
to
ś
ć
w
z
g
l
ę
d
n
a
Re
gra
nic
zne
rury
hyd
rauli
czn
ie g
ładk
ie
4
3
2
1.5
6
10
-2
8
6
4
2
10
-3
6
4
2
10
-4
5
2
10
-6
5
10
3
10
4
10
5
10
6
10
7
10
8
10
-5
przepływ turbulentny
p
rz
e
p
ły
w
n
ie
s
ta
b
il
n
y
19
5.2.
CHROPOWATOŚĆ BEZWZGLĘDNA
k
RUR
(PN-76/M-34034)
Lp.
Materiał
i rodzaj rury
Stan powierzchni i warunki eksploatacji
Bezwzględna
chropowatość rury
k
[mm]
1
2
3
4
1
Rury
walcowane
z miedzi,
mosiądzu,
brązu
gładkie
0,0015
÷
0,010
Aluminium
gładkie
0,015
÷
0,060
2
Rury stalowe
walcowane
nowe, nie używane
0,02
÷
0,10
oczyszczone, eksploatowane kilka lat
do 0,04
bituminizowane
do 0,04
ciepłownicze przewody pary przegrzanej bądź
wody chemicznie zmiękczonej i odgazowanej
0,10
gazociągi po roku eksploatacji
0,12
gazociągi w przepompowni szybu wiertniczego
w różnych warunkach po dłuższej eksploatacji
0,04
÷
0,20
gazociągi w szybie wiertniczym w różnych
warunkach po dłuższej eksploatacji
0,06
÷
0,022
przewody pary nasyconej i wody gorącej przy
nieznacznych ubytkach wody do 0,5% i przy
odgazowaniu wody uzupełniającej
0,20
przewody ciepłownicze bez uwzględnienia
ź
ródła uzupełniania
0,02
przewody naftowe dla średnich warunków
eksploatacji
0,02
przewody nieznacznie skorodowane
0,4
przewody z niedużymi osadami kamienia
0,4
przewody pary okresowo eksploatowane i prze-
wody kondensatu z otwartym systemem prze-
tłaczania
0,5
przewody powietrza do sprężarek
0,8
przewody po kilku latach eksploatacji w różnych
warunkach (skorodowane lub z niedużymi
osadami)
0,15
÷
1,0
przewody kondensatu periodycznie eksploato-
wane, przewody wody grzewczej przy braku
odgazowania i chemicznego zmiękczenia wody
uzupełniającej i przy znacznych ubytkach wody
z sieci (1,5–3,0%)
1,0
przewody wody w eksploatacji
1,2
÷
1,5
przewody wody z większymi osadami kamienia
około 3,0
przewody wody z powierzchnią w złym stanie
z nie-równomiernie ułożonymi połączeniami
powyżej 5,0
c.d. tabl.
1
2
3
4
3
Rury stalowe
spawane
nowe lub stare w dobrym stanie,
połączenia spawane lub zgrzewane
0,04
÷
0,10
nowe bituminizowane
około 0,05
będące
w
eksploatacji,
powłoka
częściowo usunięta, skorodowane
około 0,10
będące w eksploatacji, równomiernie
skorodowane
około 0,15
bez wgłębień w miejscach połączeń,
pokryte powłoką o grubości około 10
mm, dobry stan powierzchni
0,3
÷
0,4
magistralne przewody gazu po znacznej
eksploatacji
około 0,5
z pojedynczym lub podwójnym szwem,
z zewnątrz pokryte warstwą o grubości
10 mm lub bez warstwy, lecz nie
skorodowane
0,6
÷
0,7
z zewnątrz pokryte powłoką, lecz nie
wolne od korozji, zanieczyszczone
w procesie eksploatacji z wodą, lecz nie
skorodowane
0,95
÷
1,0
gazociąg magistralny po 20 latach
eksploatacji, osady warstwowe
1,1
z podwójnym poprzecznym szwem, nie
skorodowane, zanieczyszczone przez
eksploatację z wodą
1,2
÷
1,5
małe osady
1,5
z podwójnym poprzecznym szwem,
silnie skorodowane
2,0
znaczne osady
2,0
÷
4,0
gazociąg
miejski,
około
25
lat
eksploatacji, nierównomierne osady
smoły i naftalenu
2,4
powierzchnia rur w złym stanie,
nierównomiernie ułożone połączenia
powyżej 5,0
21
c.d. tabl.
1
2
3
4
4
Rury stalowe
nitowane
nitowane wzdłuż i w poprzek, z jednym
rzędem nitów, z zewnątrz pokryte powłoką
o grubości 10 mm lub bez, lecz nie
skorodowane
0,3
÷
0,4
z podwójnym wzdłużnym i pojedynczym
poprzecznym nitowaniem, z zewnątrz
pokryte powłoką o grubości 10 mm lub bez,
lecz nie skorodowane
0,6
÷
0,7
z pojedynczym poprzecznym i podwójnym
wzdłużnym
nitowaniem,
z
zewnątrz
smołowane lub pokryte warstwą o grubości
10–20 mm
1,2
÷
1,3
z czterema lub sześcioma podłużnymi
rzędami nitów, dłuższy czas w eksploatacji
2,0
z czterema poprzecznymi i sześcioma
podłużnymi rzędami nitów, połączenia
z zewnątrz pokryte powłoką
4,0
powierzchnia rur w złym stanie, nierówno-
miernie rozłożone połączenia
powyżej 5,0
5
Rury cienko-
ś
cienne
z blachy
nie pokostowane
0,02
÷
0,04
pokostowane
0,10
÷
0,15
6
Rury stalowe
ocynkowane
czysto ocynkowane, nowe
0,07
÷
0,10
zwyczajnie ocynkowane
0,1
÷
0,15
7
Rury z blachy
stalowej
ocynkowane
nowe
0,15
będące w eksploatacji na wodę
0,18
8
Rury żeliwne
nowe
0,25
÷
1,0
nowe, bituminizowane
0,10
÷
0,15
asfaltowane
0,12
÷
0,30
wodne będące w eksploatacji
1,4
będące w eksploatacji, skorodowane
1,0
÷
1,5
z osadami
1,0
÷
1,5
ze znacznymi osadami
2,0
÷
4,0
oczyszczone po kilku latach eksploatacji
0,3
÷
1,5
silnie skorodowane
do 3,0
9
Rury
betonowe
dobrze wygładzona powierzchnia
0,3
÷
0,8
ś
rednie warunki gładkości
2,5
szorstka powierzchnia
3
÷
9
Rury żelbetowe
–
2,5
Rury
azbestowo-
cementowe
nowe
0,05
÷
0,10
używane
około 0,60
5.3.
WSPÓŁCZYNNIKI STRAT LOKALNYCH
ζ
5.3.1.
Współczynniki strat przy wlocie do przewodu
(Czetwertyński, 1958)
Wlot o ost r ych kraw ędzi ach
ζ
= 0,5
Wlot o ści ęt ych kraw ędzi ach
ζ
= 0,25
Wlot o dobrze zaokr ągl on ych kraw ędziach
ζ
= 0,10 ÷ 0,06
Wlot do rur y w ys t aj ącej do zbiornika
przy zaokrąglonych krawędziach wystającej części
ζ
= 0,56
Wlot do rur y w ys t aj ącej do zbiornika
przy ostrych krawędziach wystającej części
ζ
= 1,30
Wlot do rur y pod kąt em
ζ
= 0,5 + 0,3
sin
ϕ
+ 0,2
sin
2
ϕ
co daje wartości:
ϕ
[
o
]
10
30
45
60
ζ
0,558
0,700
0,812
0,910
23
5.3.2.
Współczynnik strat przy zmianie kierunku
Zał am ani e prz ewodu
2
2,05
2
0,946
4
2
ϕ
ϕ
ζ
sin
sin
+
=
co daje warto
ś
ci:
ϕ
[
o
]
20
40
60
80
90
100
120
140
160
ζ
0,04
0,14
0,36
0,74
0,98
1,26
1,86
2,43 2,85
Łuk koł ow y (kol an o)
+
=
o
o
R
r
90
1,847
0,131
3,5
ϕ
ζ
co daje warto
ś
ci:
φ
[
o
]
r
/
R
20
40
60
80
90
100
120
140
160
180
0,1
0,029 0,058 0,088 0,117 0,132 0,146 0,175 0,205 0,234 0,263
0,2
0,031 0,061 0,092 0,122 0,138 0,153 0,183 0,214 0,245 0,275
0,3
0,035 0,070 0,106 0,141 0,158 0,176 0,211 0,246 0,281 0,317
0,4
0,046 0,091 0,137 0,183 0,206 0,229 0,274 0,320 0,366 0,412
0,5
0,065 0,131 0,196 0,262 0,294 0,327 0,392 0,458 0,523 0,589
0,6
0,098 0,196 0,293 0,391 0,440 0,489 0,587 0,684 0,782 0,880
0,7
0,147 0,294 0,441 0,588 0,661 0,734 0,881 1,028 1,175 1,322
0,8
0,217 0,434 0,651 0,868 0,977 1,085 1,302 1,520 1,737 1,954
0,9
0,313 0,626 0,939 1,252 1,408 1,565 1,878 2,191 2,504 2,817
1,0
0,440 0,879 1,319 1,758 1,978 2,198 2,637 3,077 3,516 3,956
ϕ
R
2r
ϕϕϕϕ
5.3.3.
Współczynnik strat przy nagłej zmianie przekroju
Nagłe zwi ększeni e przekroju
2
1
−
=
g
d
A
A
ζ
lub w odniesieniu do pr
ę
dko
ś
ci w górnym (w
ęż
szym) przekroju:
2
1
−
=
d
g
A
A
ζ
Liczbowe warto
ś
ci
ζ
w odniesieniu do pr
ę
dko
ś
ci w dolnym (szerszym)
przekroju dla szeregu stosunków
A
d
/
A
g
= (
d
d
/
d
g
)
2
podane s
ą
w tablicy:
A
d
/
A
g
1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0
5,0
6,0
ζ
0,04 0,16 0,36 0,64 1,00 2,25 4,00 6,25 9,00 16,00 25,00
Nagłe zmni ejsz eni e przekroju
2
2
1
1
0,0765
−
+
=
µ
µ
ζ
gdzie współczynnik wydatku
µ
jest funkcj
ą
stosunku
A
d
/
A
g
= (
d
d
/
d
g
)
2
.
Warto
ś
ci
µ
oraz obliczone na podstawie wzoru warto
ś
ci
ζ
zestawiono
w tablicy:
A
d
/
A
g
0,01
0,10
0,20
0,30
0,40
0,60
0,80
µ
0,64
0,65
0,66
0,68
0,70
0,75
0,84
ζζζζ
0,50
0,47
0,44
0,38
0,34
0,25
0,15
d
g
d
d
d
g
d
d
25
Kr yz a ost rokraw ędzi owa ci enkoś cienna
(Grabarczyk, 1997)
d
2
/
D
2
0,10
0,15
0,20
0,250
0,30
0,40
0,50
0,60
ζ
226
102
48
31
18
7.8
3.8
1.8
dla l
/d
≤
0,015 i
Re
≥ 10
5
; dla
Re
< 10
5
ζ=
f
(
Re,d
/
D
)
(PN–76/M–34034)
Krat y (Czetwertyński, 1958)
ϕ
ζ
sin
3
4
=
b
d
C
gdzie:
d
– grubość pręta kraty,
b
– światło między prętami,
ϕ
– kąt pochylenia kraty względem poziomu
C
– współczynnik zależny od kształtu przekroju pręta:
kształt
pręta
5
·d
d
5
·d
d
5
·d
d
5
·d
d
5
·d
d
5
·d
d
d
C
2,52
1,83
1,67
1,03
0,92
0,76
1,79
5.3.4.
Współczynnik strat przy przejściu przez zawory
Zasuwa
s
/
D
1/8
1/4
3/8
1/2
5/8
3/4
7/8
ζ
0,07
0,26
0,81
2,06
5,25
17,0
97,8
D
d
l
l
D
s
Kurek
ϕ
[
o
]
5
10
20
30
40
45
50
60
70
83
ζ
0,05 0,29 1,56 5,17 17,3
31,2 52,6
206
486
∞
Zawór mot ylkow y
ϕ
[
o
]
5
10
15
20
25
30
35
40
45
60
70
90
ζ
0,24
0,52
0,9 1,54
2,51
3,91
6,22
10,8
18,7
118
751
∞
Zawór grz ybkow y normaln y
(PN–76/M–34034)
d
[mm]
13
20
40
80
100
150
200
250
300
350
ζ
10,8
8,0
4,9
4,0
4,1
4,4
4,7
5,1
5,4
5,5
dla zaworu całkowicie otwartego.
5.4.
WYSOKOŚĆ CIŚNIENIA WRZENIA WODY
p
o
/
γ
PRZY RÓśNYCH TEMPERATURACH
T
(Czetwertyński, 1958)
T
[
o
C]
0
4
10
20
30
40
50
p
o
/
γ
[m]
0,06
0,08
0,12
0,24
0,42
0,75
1,25
T
[
o
C]
60
70
80
85
90
95
100
p
o
/
γ
[m]
2,00
3,20
4,80
5,90
7,15
8,60
10,33
ϕ
ϕ
27
6.
HYDRAULIKA BUDOWLI WODNYCH
6.1.
OTWORY
c
d
l
H
e
v
o
6.1.1.
Wydatek otworu
Wypływ nie zatopiony:
o
H
g
e
b
Q
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
2
µ
gdzie:
g
v
H
H
o
o
2
2
α
+
=
– wzniesienie linii energii nad środkiem otworu,
b
– szerokość (światło) otworu [m].
6.1.2.
Współczynniki wydatku
µµµµ
dla otworów okrągłych
(Czetwertyński, 1958)
e
[mm]
H
[m]
10
20
30
60
180
0,5
1,0
1,5
2,0
3,0
6,0
15,0
30,0
0,622
0,615
0,613
0,610
0,605
0,600
0,596
0,593
0,609
0,605
0,604
0,603
0,600
0,597
0,595
0,592
0,605
0,603
0,601
0,600
0,598
0,596
0,594
0,592
0,600
0,599
0,598
0,598
0,597
0,596
0,594
0,592
0,597
0,597
0,597
0,597
0,596
0,596
0,594
0,592
28
6.1.3.
Współczynniki wydatku
µµµµ
dla otworów kwadratowych (
b
=
e
)
(Czetwertyński, 1958)
e
[mm]
H
[m]
10
20
30
60
180
0,5
1,0
1,5
2,0
3,0
6,0
15,0
30,0
0,626
0,620
0,617
0,614
0,610
0,605
0,601
0,598
0,613
0,609
0,607
0,607
0,605
0,602
0,601
0,598
0,609
0,607
0,606
0,605
0,604
0,602
0,600
0,598
0,605
0,605
0,604
0,604
0,603
0,601
0,600
0,598
0,603
0,603
0,603
0,603
0,602
0,601
0,599
0,598
6.1.4.
Wypływ spod zamknięcia bez progu
e
H
o
H
v
o
v
h
1
h
o
h
W ypł yw podtopion y
h
<
e
,
h
1
=
ε
e
e
H
g
e
b
Q
o
⋅
−
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
ε
µ
2
W ypł yw zat opion y
h
>
e
h
H
g
e
b
Q
o
−
⋅
⋅
⋅
⋅
⋅
=
2
µ
gdzie głębokość
h
poniżej zamknięcia oblicza się ze wzoru:
)
(
4
2
2
M
H
M
h
M
h
o
o
−
⋅
−
+
=
,
(
)
o
o
h
e
h
e
M
⋅
−
⋅
⋅
⋅
=
µ
µ
4
29
Współcz ynni k w ydat ku
µ
dla w ypł ywu spod zamkni ęci a bez
progu (Fanti , 1972)
o
H
e
µ
o
H
e
µ
o
H
e
µ
0,00
0,617
0,30
0,629
0,55
0,639
0,10
0,621
0,35
0,631
0,60
0,641
0,15
0,623
0,40
0,633
0,65
0,643
0,20
0,625
0,45
0,635
0,70
0,645
0,25
0,627
0,50
0,637
-
-
6.2.
PRZELEWY O OSTREJ KRAWĘDZI
)
,
(
H
5
0
<
l
g
v
o
2
2
α
H
C
g
l
H
o
C
d
h
B
d
B
g
b
v
o
6.2.1.
Wydatek prostokątnego przelewu o ostrej krawędzi
2
3
2
/
o
k
H
g
b
m
Q
⋅
⋅
=
ε
σ
σ
30
6.2.2.
Współczynnik
m
dla przelewu prostokątnego bez dławienia (
ε
=1)
(Fanti, 1972)
H
[m]
c
g
[m]
0,3
0,5
1,0
1,5
2,0
∞
0,05
0,464
0,461
0,460
0,459
0,459
0,459
0,10
0,447
0,439
0,434
0,433
0,433
0,432
0,15
0,449
0,435
0,427
0,425
0,424
0,423
0,20
0,455
0,437
0,425
0,422
0,420
0,419
0,25
0,463
0,441
0,425
0,420
0,419
0,416
0,30
0,471
0,446
0,426
0,420
0,418
0,414
0,35
0,478
0,451
0,428
0,421
0,418
0,413
0,40
0,486
0,457
0,430
0,422
0,418
0,412
0,45
0,492
0,462
0,433
0,423
0,419
0,411
0,50
0,499
0,467
0,436
0,425
0,419
0,410
0,55
–
0,472
0,438
0,426
0,420
0,410
0,60
–
0,472
0,441
0,428
0,421
0,410
0,65
–
0,481
0,444
0,430
0,423
0,409
0,70
–
0,485
0,447
0,432
0,424
0,409
0,75
–
0,490
0,450
0,434
0,425
0,409
0,80
–
0,493
0,453
0,436
0,427
0,408
0,5 [m] <
b
< 2,0 [m];
0,1 [m]
≤
H
≤
0,6 [m];
0,2 [m]
≤
c
g
≤
2,0 [m]
6.2.3.
Współczynnik
m
dla przelewu prostokątnego z dławieniem (
ε
≠
1)
(Fanti, 1972)
H
[m]
g
B
b
−
1
0
0,10
0,20
0,30
0,40
0,50
0,60
0,70
0,80
0,90
0,10
0,432 0,429 0,426 0,423 0,420 0,417 0,414 0,411 0,408 0,405
0,12
0,428 0,425 0,422 0,419 0,416 0,413 0,410 0,407 0,404 0,401
0,15
0,423 0,420 0,417 0,414 0,411 0,408 0,405 0,402 0,399 0,396
0,20
0,419 0,416 0,413 0,410 0,407 0,404 0,401 0,398 0,395 0,392
0,25
0,416 0,413 0,410 0,407 0,404 0,401 0,398 0,395 0,392 0,389
0,30
0,414 0,411 0,408 0,405 0,402 0,399 0,396 0,393 0,390 0,387
0,40
0,412 0,409 0,406 0,403 0,400 0,397 0,394 0,391 0,388 0,385
0,50
0,410 0,407 0,404 0,401 0,398 0,395 0,392 0,389 0,386 0,383
1,00
0,408 0,405 0,402 0,399 0,396 0,393 0,390 0,387 0,384 0,381
∞
0,405 0,402 0,399 0,396 0,393 0,390 0,387 0,384 0,381 0,378
0,4 [m]
≤
b
≤
1,8 [m];
0,1 [m]
≤
H
≤
0,6 [m];
0,4 [m]
≤
c
g
≤
0,8 [m];
0 < (
B
g
–
b
) /
B
g
< 0,9
31
6.2.4.
Współczynnik dławienia
εεεε
przelewu prostokątnego (Fanti, 1972)
g
c
H
H
+
g
B
b
1,0
0,9
0,8
0,7
0,6
0,5
0,4
0,3
0,2
0,1
0,05
1,001 1,001 1,001 1,001 1,001 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000
0,10
1,005 1,004 1,004 1,003 1,002 1,001 1,001 1,000 1,000 1,000
0,15
1,012 1,010 1,008 1,006 1,005 1,003 1,002 1,001 1,001 1,000
0,20
1,022 1,018 1,014 1,011 1,008 1,006 1,004 1,002 1,001 1,000
0,25
1,034 1,028 1,022 1,017 1,012 1,009 1,006 1,003 1,001 1,000
0,30
1,049 1,040 1,032 1,024 1,018 1,012 1,008 1,004 1,002 1,001
0,35
1,067 1,055 1,043 1,033 1,024 1,017 1,011 1,006 1,003 1,001
0,40
1,088 1,071 1,056 1,043 1,032 1,022 1,014 1,008 1,004 1,001
0,45
1,111 1,090 1,071 1,055 1,040 1,028 1,018 1,010 1,004 1,001
0,50
1,137 1,111 1,088 1,067 1,050 1,034 1,022 1,012 1,006 1,001
0,55
1,166 1,135 1,106 1,082 1,060 1,042 1,027 1,015 1,007 1,002
0,60
1,198 1,160 1,127 1,097 1,071 1,050 1,032 1,018 1,008 1,002
6.2.5.
Współczynnik kształtu
σσσσ
k
przelewu prostokątnego
(Zarządzenie, 1967)
Kierunek
pochylenia ściany
a
:
c
1 : 0
5 : 1
4 : 1
2 : 1
1 : 1
2 : 3
1 : 3
c
a
1,00
1,09
1,10
1,13
1,11
1,09
1,05
c
a
1,00
–
–
–
0,91
0,93
0,96
32
d
6.2.6.
Współczynnik zatopienia
σσσσ
przelewu o ostrej krawędzi
(Zarządzenie, 1967)
d
c
h
H
−
h
/
c
d
0,00
0,05
0,10
0,20
0,40
0,70
1,00
1,50
0,05
1,05
0,84
0,74
0,64
0,54
0,48
0,45
0,43
0,10
1,05
0,93
0,85
0,76
0,68
0,60
0,57
0,54
0,20
1,05
0,98
0,94
0,87
0,79
0,72
0,69
0,67
0,30
1,05
1,01
0,97
0,92
0,85
0,80
0,77
0,75
0,40
1,05
1,02
0,99
0,95
0,90
0,85
0,83
0,81
0,50
1,05
1,03
1,01
0,98
0,93
0,89
0,87
–
0,60
1,05
1,03
1,02
0,99
0,96
0,92
0,90
–
0,70
1,05
1,04
1,02
1,00
0,98
0,95
0,94
–
dla 0,15
≤
H
/
c
g
≤
0,25 i 0 <
h
/
c
g
< 0,03 wartośc
σ
należy mnożyć przez
0,96 , dla
h
≤
0
σ
= 1
6.2.7.
Wydatek przelewu kołowego
κ
ε
2
5
d
m
Q
=
gdzie:
d
– średnica światła przelewu,
0625
0
2
,
=
g
B
d
ε
Współcz yn ni k
m
i współ cz yn nik napełni enia
κ
d la p rzel ewu
koło wego
(Rogala, 1991)
H
o
/
d
m
κ
H
o
/
d
m
κ
H
o
/
d
m
κ
0,04
0,784
0,006
0,20
0,609
0,132
0,36
0,595
0,408
0,06
0,709
0,012
0,22
0,605
0,159
0,38
0,595
0,451
0,08
0,672
0,022
0,24
0,603
0,188
0,40
0,594
0,497
0,10
0,650
0,034
0,26
0,601
0,219
0,42
0,594
0,544
0,12
0,636
0,049
0,28
0,599
0,253
0,44
0,594
0,593
0,14
0,626
0,066
0,30
0,598
0,288
0,46
0,594
0,644
0,16
0,618
0,085
0,32
0,597
0,326
0,48
0,594
0,696
0,18
0,613
0,107
0,34
0,596
0,366
0,50
0,594
0,751
33
6.3.
PRZELEWY O KSZTAŁCIE PRAKTYCZNYM
d
c
v
H
H
o
v
o
v
c
g
ϕ
g
ϕ
d
z
x
l
h
R
h
c
d
b
B
d
a
B
g
b
profil Creagera
l
– grubość ścianki: 0,5
H
≤
l
≤
2,5 ,
– światło przelewu w formie prostokąta o szerokości
b
.
6.3.1.
Wydatek przelewu o kształcie praktycznym
2
3
2
/
o
k
H
g
b
m
Q
ε
σ
σ
=
gdzie:
g
v
H
H
o
o
2
2
α
+
=
– wzniesienie linii energii nad koroną przelewu,
m
ε
=
2
/
3
µ
=
2
/
3
ϕ
ε .
Dla przelewu nie zatopionego i bez kontrakcji bocznej
σ
= 1,
ε
= 1 .
34
6.3.2.
Współczynnik wydatku
µµµµ
i prędkości
ϕϕϕϕ
do uproszczonych
obliczeń przelewów o kształtach praktycznych (przy
σ
k
= 1
)
(Podniesiński, 1958; Czugajew, 1975; Balcerski, 1969)
Lp.
Określenie rodzaju przelewu
µ
ϕ
1
Niskie jazy Creagera o opływowym wlocie
0,83
1,0
2
Wysokie jazy Creagera o opływowym
wlocie
0,80
0,98
3
Jazy Creagera o łagodnym wlocie
0,74
÷
0,75
0,90
÷
0,95
4
Jazy o dobrze zaokrąglonej koronie
0,71
0,92
5
Jazy o koronie ze ściętymi krawędziami
0,66
0,88
6
Jazy o koronie z ostrymi krawędziami
0,63
0,85
7
Jazy stanowiące podstawę zastawek, gdy
słupy (odrzwia) nie dają się usunąć
0,60
÷
0,65
0,85
8
Jaz o koronie położonej równo z dnem
rzeki i zaokrąglonym wlocie
0,75
÷
0,85
0,98
6.3.3.
Progi o profilu prostokątnym
Współcz ynni k kształ tu
σ
k
dl a progów o kształ cie pros tok ątn ym
dla
H
≤
c
≤
4
H
i 0,5
H
≤
l
≤
2
H
(Czugajew, 1975)
Kształt
progu
c
c
ϕ
c
ϕ
c
ϕ
c
r
l
r
=0.1
÷
0.2l
ctg
ϕ
∞
5
÷
10
>10
>20
5
÷
10
>10
–
σ
k
0,42
0,44
0,42
0,42
0,44
0,42
0,44
Dla progów o niewielkim kącie natarcia (
ctg
ϕ
> 10) i
c
> 4
H
(oznaczenie
jak w 6.3.4)
σ
k
należy zmniejszyć o 3 %.
35
Współcz ynni k
m
dl a progów o kszt ał cie prost ok ątn ym
przy swobodnym dostępie powietrza pod spadający strumień
(Czugajew, 1975)
H
/
l
0.5
0.6
0.7
0.8
0.9
1.0
1.1
1.2
m
0.793
0.811
0.830
0.848
0.867
0.885
0.904
0.922
H
/
l
1.3
1.4
1.5
1.6
1.7
1.8
1.9
2.0
m
0.941
0.959
0.978
0.996 1.015
1.033
1.052
1.070
Dla progów o niewielkim kącie natarcia (
ctg
ϕ
> 10) i 0,5
H
≤
l
≤
0.6
H
(oznaczenia jak w 6.3.4.)
m
= 1.0 .
6.3.4.
Współczynnik
m
dla progu o kształcie trapezowym
(Czugajew, 1975)
c
l
ϕ
g
ϕ
d
H
o
H
przy swobodnym dostępie powietrza pod spadający strumień i
σ
k
= 1.
c
/
H
ctg
ϕ
g
ctg
ϕ
d
H
/
l
0,5
1,0
1,5
2,0
0,5
÷
2,0
3,0
0,0
0,37
0,40
0,41
0,42
5,0
0,0
0,37
0,39
0,40
0,41
10,0
0,0
0,37
0,39
0,39
0,40
0,0
3,0
0,34
0,36
0,38
0,40
0,0
5,0
0,34
0,35
0,37
0,38
0,0
10,0
0,34
0,35
0,36
0,36
2,0
÷
3,0
1,0
0,0
0,36
0,39
0,41
0,44
2,0
0,0
0,37
0,40
0,41
0,44
0,0
1,0
0,33
0,37
0,41
0,42
0,0
2,0
0,33
0,36
0,40
0,42
> 3,0
<0,5
<0,5
0,32
0,36
0,39
0,41
<0,5
<0,5
0,34
0,38
0,41
0,44
36
6.3.5.
Profil przelewu Creagera
Współrz ędne profilu przelewu Creagera
(Fanti, 1972)
oznaczenia jak na rysunku ze str. 33.
x
/
H
o
z
/
H
o
x
/
H
o
z
/
H
o
x
/
H
o
z
/
H
o
0
0,126
1,4
0,564
2,8
2,462
0,1
0,036
1,5
0,661
2,9
2,640
0,2
0,007
1,6
0,764
3,0
2,824
0,3
0,000
1,7
0,873
3,1
3,013
0,4
0,006
1,8
0,987
3,2
3,207
0,5
0,027
1,9
1,108
3,3
3,405
0,6
0,060
2,0
1,235
3,4
3,609
0,7
0,100
2,1
1,369
3,5
3,818
0,8
0,146
2,2
1,508
3,6
4,031
0,9
0,198
2,3
1,653
3,7
4,249
1,0
0,256
2,4
1,894
3,8
4,471
1,1
0,321
2,5
1,960
3,9
4,698
1,2
0,394
2,6
2,122
4,0
4,930
1,3
0,475
2,7
2,279
4,5
6,220
H
o
– wysokość energii przepływu kształtującego profil.
Wstawkę prostą wstawia się w najwyższym punkcie profilu (
x
/
H
o
= 0,3)
Wart oś ć promi enia
R
dl a przel ewu C reage ra
(Fanti, 1972)
c
[m]
H
[m]
1,0
2,0
3,0
4,0
5,0
6,0
7,0
8,0
9,0
10
3,0
4,2
5,4
6,5
7,5
8,5
9,6
10,6
11,6
20
4,0
6,0
7,8
8,9
10,0
11,0
12,2
13,3
14,3
30
4,5
7,5
9,7
11,0
12,4
13,5
14,7
15,8
16,8
40
4,7
8,4
11,0
13,0
14,5
15,8
17,0
18,0
19,0
50
4,8
8,8
12,2
14,5
16,5
18,0
19,2
20,3
21,3
60
4,9
8,9
13,0
15,5
18,0
20,0
21,2
22,2
23,2
37
6.3.6.
Współczynniki progu o profilu Creagera
Współcz ynni k kształ tu
σ
k
dl a progu C reagera
(Fanti, 1972)
oznaczenia jak na rysunku ze str. 33.
ϕ
g
ϕ
d
c
v
/
c
g
[
o
]
[
o
]
0,0
0,3
0,6
0,9
1,0
15
15
0,880
0,878
0,855
0,850
0,933
30
0,910
0,908
0,885
0,880
0,974
45
0,924
0,922
0,899
0,892
0,933
≥
60
0,927
0,925
0,902
0,895
1,000
35
15
0,905
0,904
0,898
0,907
0,933
30
0,940
0,939
0,932
0,940
0,974
45
0,957
0,956
0,949
0,956
0,993
≥
60
0,961
0,960
0,954
0,962
1,000
55
15
0,925
0,933
0,922
0,927
0,933
30
0,962
0,962
0,960
0,964
0,974
45
0,981
0,981
0,980
0,983
0,993
≥
60
0,985
0,985
0,984
0,989
1,000
75
15
0,930
0,930
0,930
0,930
0,933
30
0,972
0,972
0,972
0,972
0,974
45
0,992
0,992
0,992
0,992
0,993
≥
60
0,998
0,998
0,998
0,999
1,000
>75
15
0,933
30
0,974
45
0,993
≥
60
1,000
38
Współcz ynni k
m
dl a progu C reagera z e wstawk ą prostą
(Fanti, 1972)
Długość wstawki
l
h
= 0,6
H
l
h
= 1,2
H
l
h
= 1,5
H
l
h
= 1,8
H
l
h
/
H
1
m
l
h
/
H
1
m
l
h
/
H
1
m
l
h
/
H
1
m
3,000
0,332
6,000
0,341
7,500
0,347
9,000
0,351
1,500
0,361
3,000
0,363
3,750
0,364
4,500
0,365
1,000
0,378
2,000
0,376
2,500
0,374
3,000
0,372
0,750
0,391
1,500
0,386
1,875
0,381
2,250
0,378
0,600
0,401
1,200
0,394
1,500
0,387
1,800
0,383
0,500
0,410
1,000
0,401
1,250
0,391
1,500
0,387
0,428
0,417
0,856
0,406
1,071
0,395
1,285
0,391
0,375
0,424
0,750
0,411
0,933
0,399
1,125
0,393
0,333
0,430
0,666
0,416
0,833
0,402
1,000
0,396
0,900
0,436
0,900
0,419
0,750
0,405
0,900
0,399
Współcz ynni k
m
dl a progu C reagera bez wst awki prostej
l
h
< 0,6
H
(Fanti, 1972)
H
o
/
c
g
0
0,2
0,4
0,6
0,8
0
0,494
0,491
0,489
0,487
0,485
1
0,483
0,481
0,479
0,477
0,475
2
0,473
0,471
0,468
0,466
0,464
3
0,462
0,460
0,458
0,456
0,454
4
0,452
0,449
0,447
0,445
0,443
5
0,441
0,439
0,437
0,435
0,433
6
0,430
0,428
0,426
0,424
0,422
7
0,420
–
–
–
–
Wartość argumentu
H
o
/
c
g
jest sumą wartości podanej w pierwszym
wierszu i w pierwszej kolumnie, np. dla
H
o
/
c
g
= 3,4 = 3,0 + 0,4
m
= 0,458.
39
6.3.7.
Współczynnik
m
dla progu Jambora
R
1
=
6
c
c
R
2
=2,5
c
2
c
H
o
/
c
g
0,5
1,0
1,5
2,0
2,5
3,0
m
0,3885
0,4096
0,4262
0,4382
0,4455
0,4483
6.3.8.
Współczynnik zatopienia
σσσσ
Warunki zatopienia przelewu:
h
> 0 ,
4
0
.
>
H
h
i
k
d
d
c
h
H
c
h
H
−
≤
−
W ym agan y st opi e
ń
zato pieni a p rzel ewu by odskok był
zatopiony
(Fanti, 1972)
m
H
/
c
d
0,10 0,20 0,30 0,40 0,50 0,75 1,00 1,50 2,00 3,00
0,42
0,89
0,84
0,80
0,78
0,76
0,73
0,73
0,76
0,82
1,00
0,46
0,88
0,82
0,78
0,76
0,74
0,71
0,70
0,73
0,79
1,01
0,48
0,86
0,80
0,76
0,74
0,71
0,68
0,67
0,70
0,78
1,02
0,49
0,86
0,80
0,76
0,73
0,70
0,67
0,66
0,70
0,78
0,99
k
d
c
h
H
−
40
Wart oś ć współ cz ynni ka z atopieni a
σ
(Fanti, 1972)
h
/
H
o
σ
h
/
H
o
σ
0,00
1,00
0,55
0,965
0,05
0,999
0,60
0,957
0,10
0,998
0,65
0,947
0,15
0,997
0,70
0,933
0,20
0,996
0,75
0,910
÷
0,800
0,25
0,994
0,80
0,760
0,30
0,991
0,85
0,700
0,35
0,988
0,90
0,590
0,40
0,983
0,95
0,410
0,45
0,978
1,00
0,000
0,50
0,972
–
–
6.3.9.
Współczynnik kontrakcji
εεεε
Jeśli
H
o
>
b
, wtedy
ε
= 1 . W innych przypadkach wartość współczynnika
dławienia bocznego
ε
oblicza się ze wzoru:
b
H
N
N
o
f
p
⋅
⋅
−
+
⋅
−
=
ζ
ζ
ε
)
(
,
1
2
0
1
dla
(
)
∑
+
>
d
b
B
g
oraz
90
0
85
0
,
,
÷
≤
o
H
h
lub:
b
H
o
f
⋅
⋅
−
=
ζ
ε
2
0
1
,
dla
(
)
∑
+
<
d
b
B
g
lub
90
0
,
>
o
H
h
i
85
0
,
<
o
H
h
,
gdzie:
N
– ilo
ść
prz
ę
seł jazu,
41
Współcz ynni ki kształtu prz ycz ółków
ζ
p
i fil arów
ζ
f
(Fanti, 1972)
Przyczółki
Kształt
przedniej
ś
ciany
ζ
p
0,5
H
o
>r
≥
0.15
H
o
r
> 0,5
H
o
ζ
p
1,0
0,5
0,7
0,0
Filary
przy
h
/
H
o
≤
0,75
przy
h
/
H
o
> 0,75
kształt
czoła
filara
wartość
ζ
f
przy
a
/
H
o
równym:
kształt
całego
filara
wartość
ζ
f
przy
h
/
H
równym:
+1,0 +0,5 0,0 -0,3
0,75 0,80 0,85 0,90 0,95 1,00
0,20 0,40 0,80
–
0,80 0,86 0,92 0,98 1,00 1,00
0,15 0,30 0,45 0,0
r
=0,5
d
0,45 0,51 0,57 0,63 0,69 0,70
r
=1,708
d
0,10 0,15 0,25 0,0
r
=1,708
d
0,25 0,32 0,39 0,46 0,53 0,60
a
> 0 oznacza filar przesunięty w kierunku przepływu poza ścianę czołową
c
v
.
d
r
=0,5
d
r
d
α
=90
o
1,
208
d
d
r
r
d
r
45
o
45
o
r
42
6.4.
PRZELEW O SZEROKIEJ KORONIE
6.4.1.
Wydatek przelewu o szerokiej koronie
h
h
p
H
o
H
c
g
c
d
l
l > 8
÷
15
H
Przel ew ni e z atopiony
2
3
2
/
o
H
g
b
m
Q
ε
=
Przel ew zat opion y
(
)
h
H
g
h
b
Q
o
−
=
2
ε
ϕ
Głębokoś ć na prz el ewie ni e z atopion ym
o
p
H
k
h
=
gdzie:
k
– współczynnik głębokości z tabeli 6.4.2.
Współczynnik kontrakcji
ε
obliczany jak w 6.3.9.
43
6.4.2.
Współczynniki do obliczania przelewów o szerokiej koronie
(Czetwertyński, 1958)
Lp.
Charakterystyka kształtu
przelewu
Kształt
ϕ
k
m
1
2
6
3
4
5
1
Bez strat wlotowych
teoretyczny
1
2/3 0,387
2
Przy dobrze zaokrąglonej
części wlotowej i bardzo
łagodnym podejściu
0,95
0,645
0,365
3
Próg o zaokrąglonej
krawędzi wlotowej
0,92
0,63 0,35
4
Próg o ściętej krawędzi
wlotowej
0,88
0,61 0,335
5
Próg o ostrej krawędzi
wlotowej
0,85
0,59 0,32
6
Jak wyżej, lecz przy nie
sprzyjających warunkach
(szorstki wlot i korona
przelewu)
0,8 0,56 0,295
44
7.
HYDRAULIKA KORYT OTWARTYCH
7.1.
PARAMETRY KANAŁÓW OTWARTYCH
7.1.1.
Zalecane nachylenia skarp kanałów ziemnych (Rogala, 1991)
Lp.
Rodzaj gruntu
Nachylenie skarp
1
Piaski pylaste
1:3
÷
1:3,5
2
Piaski drobne i grube, luźne
lub średnio zagęszczone
1:2
÷
1:2,5
3
Jak wyżej, lecz zagęszczone
1:1,5
÷
1:2
4
Piaski gliniaste
1:1,5
÷
1:2
5
Gliny, lessy, gliny piaszczyste
1:1,25
÷
1:1,5
6
Torfy średnio i silnie rozłożone
1:1
÷
1:1,5
7
Torfy słabo rozłożone
1:0,5
÷
1:1,0
8
ś
wiry i otoczaki
1:1,25
÷
1:1,15
9
Skała zwietrzała
1:1,25
÷
1:0,5
10
Skała nie zwietrzała
1:0,1
÷
1:0,25
45
7.1.2.
Dopuszczalne prędkości średnie (
v
) w kanałach ziemnych
dla jednorodnych gruntów sypkich
(Rogala, 1991)
Rodzaj gruntu
Ś
rednica ziaren
d
[mm]
Ś
rednia prędkość
przepływu
v
o
[m/s]
Pyły
Piasek drobny
Piasek średni
Piasek gruby
ś
wir drobny
ś
wir średni
ś
wir gruby
Otoczaki drobne
Otoczaki średnie
Otoczaki grube
Brukowiec drobny
Brukowiec średni
Brukowiec gruby
Głazy
0,005 ÷ 0,05
0,05 ÷ 0,25
0,25 ÷ 1,0
1,0 ÷ 2,50
2,50 ÷ 5,0
5,0 ÷ 10,0
10,0 ÷ 15,0
15,0 ÷ 25,0
25,0 ÷ 40,0
40,0 ÷ 75,0
75,0 ÷ 100,0
100,0 ÷ 150,0
150,0 ÷ 200,0
200,0 ÷ 250,0
250,0 ÷ 300,0
300,0 ÷ 350,0
>400,0
0,15 ÷ 0,20
0,21 ÷ 0,32
0,32 ÷ 0,57
0,57 ÷ 0,65
0,65 ÷ 0,80
0,80 ÷ 1,0
1,0 ÷ 1,20
1,20 ÷ 1,40
1,40 ÷ 1,80
1,80 ÷ 2,40
2,40 ÷ 2,80
2,80 ÷ 3,40
3,40 ÷ 3,90
3,90 ÷ 4,10
4,10 ÷ 4,35
4,35 ÷ 4,56
4,75
Współczynnik redukcyjny
α
dla głębokości
h
≠
1,0 [m],
v
=
v
o
α
h
0,3 0,6 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 3,5 4,0 4,5 5,0 7,0
α
0,80
0,90
1,0 1,08
1,15
1,20
1,25
1,29
1,32
1,35
1,38
1,47
46
7.2.
RUCH JEDNOSTAJNY W KORYTACH OTWARTYCH
7.2.1.
Wzór Matakiewicza
v
=
F(S)
·
f(h)
Funkcj a spadku do wzoru Mat akiewi cza
(Czetwertyński, 1958)
S
[‰]
F
(
S
)
S
[‰]
F
(
S)
S
[‰]
F
(
S
)
S
[‰]
F
(
S
)
S
[‰]
F
(
S
)
0,010
0,12
0,040
0,23
0,070
0,30
0,100
0,36
0,40
0,69
0,011
0,12
0,041
0,23
0,071
0,30
0,110
0,37
0,41
0,70
0,012
0,13
0,042
0,24
0,072
0,30
0,120
0,39
0,42
0,71
0,013
0,13
0,043
0,24
0,073
0,31
0,130
0,41
0,43
0,72
0,014
0,14
0,044
0,24
0,074
0,31
0,140
0,42
0,44
0,73
0,015
0,14
0,045
0,24
0,075
0,31
0,150
0,44
0,45
0,73
0,016
0,14
0,046
0,25
0,076
0,31
0,160
0,45
0,46
0,74
0,017
0,15
0,047
0,25
0,077
0,31
0,170
0,47
0,47
0,75
0,018
0,15
0,048
0,25
0,078
0,31
0,180
0,48
0,48
0,76
0,019
0,16
0,049
0,25
0,079
0,32
0,190
0,49
0,49
0,76
0,020
0,16
0,050
0,25
0,080
0,32
0,200
0,50
0,50
0,77
0,021
0,17
0,051
0,26
0,081
0,32
0,210
0,51
0,51
0,78
0,022
0,17
0,052
0,26
0,082
0,32
0,220
0,52
0,52
0,78
0,023
0,18
0,053
0,26
0,083
0,33
0,230
0,54
0,53
0,79
0,024
0,18
0,054
0,26
0,084
0,33
0,240
0,55
0,54
0,80
0,025
0,18
0,055
0,27
0,085
0,33
0,25
0,56
0,55
0,80
0,026
0,19
0,056
0,27
0,086
0,33
0,26
0,57
0,56
0,81
0,027
0,19
0,057
0,27
0,087
0,33
0,27
0,58
0,57
0,81
0,028
0,19
0,058
0,27
0,088
0,34
0,28
0,59
0,58
0,82
0,029
0,20
0,059
0,28
0,089
0,34
0,29
0,60
0,59
0,83
0,030
0,20
0,060
0,28
0,090
0,34
0,30
0,61
0,60
0,84
0,031
0,20
0,061
0,28
0,091
0,34
0,31
0,62
0,61
0,84
0,032
0,21
0,062
0,28
0,092
0,34
0,32
0,63
0,62
0,85
0,033
0,21
0,063
0,28
0,093
0,34
0,33
0,64
0,63
0,85
0,034
0,21
0,064
0,29
0,094
0,35
0,34
0,64
0,64
0,86
0,035
0,22
0,065
0,29
0,095
0,35
0,35
0,65
0,65
0,86
0,036
0,22
0,066
0,29
0,096
0,35
0,36
0,66
0,66
0,87
0,037
0,22
0,067
0,29
0,097
0,35
0,37
0,67
0,67
0,88
0,038
0,23
0,068
0,30
0,098
0,36
0,38
0,68
0,68
0,88
0,039
0,23
0,069
0,30
0,099
0,36
0,39
0,68
0,69
0,89
47
cd. tabl.
S
[‰]
F
(
S
)
S
[‰]
F
(
S
)
S
[‰]
F
(
S
)
S
[‰]
F
(
S
)
S
[‰]
F
(
S
)
0,70
0,90
1,00
1,05
4,00
1,79
7,00
2,08
10,00
2,21
0,71
0,90
1,10
1,09
4,10
1,80
7,10
2,08
10,25
2,22
0,72
0,91
1,20
1,13
4,20
1,82
7,20
2,09
10,50
2,23
0,73
0,92
1,30
1,16
4,30
1,83
7,30
2,09
10,75
2,23
0,74
0,92
1,40
1,21
4,40
1,84
7,40
2,10
11,00
2,24
0,75
0,93
1,50
1,25
4,50
1,85
7,50
2,11
11,25
2,24
0,76
0,93
1,60
1,28
4,60
1,87
7,60
2,11
11,50
2,25
0,77
0,94
1,70
1,31
4,70
1,88
7,70
2,11
11,75
2,25
0,78
0,94
1,80
1,34
4,80
1,89
7,80
2,12
12,00
2,26
0,79
0,95
1,90
1,37
4,90
1,90
7,90
2,12
12,25
2,27
0,80
0,95
2,00
1,40
5,00
1,91
8,00
2,13
12,50
2,27
0,81
0,96
2,10
1,43
5,10
1,92
8,10
2,13
12,75
2,27
0,82
0,96
2,20
1,45
5,20
1,93
8,20
2,14
13,00
2,27
0,83
0,97
2,30
1,48
5,30
1,94
8,30
2,14
13,25
2,27
0,84
0,97
2,40
1,50
5,40
1,95
8,40
2,15
13,50
2,27
0,85
0,98
2,50
1,52
5,50
1,96
8,50
2,16
13,75
2,27
0,86
0,98
2,60
1,55
5,60
1,97
8,60
2,16
14,00
2,28
0,87
0,99
2,70
1,57
5,70
1,98
8,70
2,16
14,25
2,28
0,88
0,99
2,80
1,59
5,80
1,99
8,80
2,17
14,50
2,28
0,89
1,00
2,90
1,61
5,90
2,00
8,90
2,17
14,75
2,28
0,90
1,00
3,00
1,63
6,00
2,01
9,00
2,18
15,00
2,28
0,91
1,01
3,10
1,65
6,10
2,02
9,10
2,18
0,92
1,01
3,20
1,66
6,20
2,02
9,20
2,19
0,93
1,02
3,30
1,68
6,30
2,03
9,30
2,19
0,94
1,02
3,40
1,70
6,40
2,04
9,40
2,19
0,95
1,03
3,50
1,71
6,50
2,04
9,50
2,20
0,96
1,03
3,60
1,73
6,60
2,05
9,60
2,20
0,97
1,04
3,70
1,75
6,70
2,06
9,70
2,20
0,98
1,04
3,80
1,76
6,80
2,07
9,80
2,21
0,99
1,05
3,90
1,78
6,90
2,07
9,90
2,21
48
Funkcj a gł ęboko ści do wzoru M ataki ewi cza
(Czetwertyński, 1958)
h
f
(
h
)
h
f
(
h
)
h
f
(
h
)
h
f
(
h
)
h
f
(
h
)
0,01
0,04
0,31
0,45
0,61
0,73
0,91
0,97
1,21
1,19
0,02
0,06
0,32
0,46
0,62
0,74
0,92
0,98
1,22
1,19
0,03
0,08
0,33
0,47
0,63
0,75
0,93
0,98
1,23
1,20
0,04
0,10
0,34
0,48
0,64
0,76
0,94
0,99
1,24
1,21
0,05
0,12
0,35
0,49
0,65
0,77
0,95
1,00
1,25
1,21
0,06
0,14
0,36
0,50
0,66
0,77
0,96
1,01
1,26
1,22
0,07
0,16
0,37
0,52
0,67
0,78
0,97
1,02
1,27
1,23
0,08
0,17
0,38
0,52
0,68
0,79
0,98
1,02
1,28
1,23
0,09
0,19
0,39
0,53
0,69
0,80
0,99
1,03
1,29
1,24
0,1
0,20
0,4
0,54
0,70
0,81
1,00
1,04
1,30
1,25
0,11
0,22
0,41
0,55
0,71
0,81
1,01
1,05
1,31
1,25
0,12
0,23
0,42
0,56
0,72
0,82
1,02
1,05
1,32
1,26
0,13
0,24
0,43
0,57
0,73
0,83
1,03
1,06
1,33
1,27
0,14
0,26
0,44
0,58
0,74
0,84
1,04
1,07
1,34
1,27
0,15
0,27
0,45
0,59
0,75
0,85
1,05
1,07
1,35
1,28
0,16
0,28
0,46
0,60
0,76
0,85
1,06
1,08
1,36
1,29
0,17
0,30
0,47
0,61
0,77
0,86
1,07
1,09
1,37
1,30
0,18
0,31
0,48
0,62
0,78
0,87
1,08
1,10
1,38
1,30
0,19
0,32
0,49
0,63
0,79
0,88
1,09
1,10
1,39
1,31
0,2
0,33
0,5
0,64
0,80
0,89
1,10
1,11
1,40
1,31
0,21
0,34
0,51
0,64
0,81
0,89
1,11
1,12
1,41
1,32
0,22
0,36
0,52
0,65
0,82
0,90
1,12
1,12
1,42
1,33
0,23
0,37
0,53
0,66
0,83
0,91
1,13
1,13
1,43
1,33
0,24
0,38
0,54
0,67
0,84
0,92
1,14
1,14
1,44
1,34
0,25
0,39
0,55
0,68
0,85
0,92
1,15
1,14
1,45
1,35
0,26
0,40
0,56
0,69
0,86
0,93
1,16
1,15
1,46
1,35
0,27
0,41
0,57
0,70
0,87
0,94
1,17
1,16
1,47
1,36
0,28
0,42
0,58
0,71
0,88
0,95
1,18
1,17
1,48
1,37
0,29
0,43
0,59
0,72
0,89
0,95
1,19
1,17
1,49
1,37
0,3
0,44
0,60
0,72
0,90
0,96
1,20
1,18
1,50
1,38
49
cd. tabl.
h
f
(
h
)
h
f
(
h
)
h
f
(
h
)
h
f
(
h
)
h
f
(
h
)
1,51
1,39
1,81
1,57
2,22
1,82
2,82
2,15
3,42
2,46
1,52
1,39
1,82
1,58
2,24
1,83
2,84
2,16
3,44
2,47
1,53
1,40
1,83
1,59
2,26
1,84
2,86
2,17
3,46
2,48
1,54
1,41
1,84
1,59
2,28
1,85
2,88
2,18
3,48
2,49
1,55
1,41
1,85
1,60
2,30
1,86
2,90
2,19
3,50
2,50
1,56
1,42
1,86
1,60
2,32
1,87
2,92
2,20
3,52
2,51
1,57
1,42
1,87
1,61
2,34
1,88
2,94
2,21
3,54
2,52
1,58
1,43
1,88
1,62
2,36
1,90
2,96
2,22
3,56
2,53
1,59
1,44
1,89
1,62
2,38
1,91
2,98
2,23
3,58
2,54
1,60
1,44
1,90
1,63
2,40
1,92
3,00
2,24
3,60
2,55
1,61
1,45
1,91
1,63
2,42
1,93
3,02
2,25
3,62
2,56
1,62
1,46
1,92
1,64
2,44
1,94
3,04
2,26
3,64
2,57
1,63
1,46
1,93
1,64
2,46
1,95
3,06
2,27
3,66
2,58
1,64
1,47
1,94
1,65
2,48
1,96
3,08
2,28
3,68
2,59
1,65
1,48
1,95
1,66
2,50
1,97
3,10
2,29
3,70
2,60
1,66
1,48
1,96
1,66
2,52
1,98
3,12
2,30
3,72
2,61
1,67
1,49
1,97
1,67
2,54
2,00
3,14
2,32
3,74
2,62
1,68
1,49
1,98
1,68
2,56
2,01
3,16
2,33
3,76
2,63
1,69
1,50
1,99
1,68
2,58
2,02
3,18
2,34
3,78
2,64
1,70
1,51
2,00
1,69
2,60
2,03
3,20
2,35
3,80
2,65
1,71
1,51
2,02
1,70
2,62
2,04
3,22
2,36
3,82
2,66
1,72
1,52
2,04
1,71
2,64
2,05
3,24
2,37
3,84
2,67
1,73
1,53
2,06
1,72
2,66
2,06
3,26
2,38
3,86
2,68
1,74
1,53
2,08
1,73
2,68
2,07
3,28
2,39
3,88
2,68
1,75
1,54
2,10
1,75
2,70
2,08
3,30
2,40
3,90
2,69
1,76
1,54
2,12
1,76
2,72
2,09
3,32
2,41
3,92
2,70
1,77
1,55
2,14
1,77
2,74
2,10
3,34
2,42
3,94
2,71
1,78
1,56
2,16
1,78
2,76
2,12
3,36
2,43
3,96
2,72
1,79
1,56
2,18
1,79
2,78
2,13
3,38
2,44
3,98
2,73
1,80
1,57
2,20
1,80
2,80
2,14
3,40
2,45
4,00
2,75
50
c.d. tabl.
h
f
(
h
)
h
f
(
h
)
h
f
(
h
)
h
f
(
h
)
h
f
(
h
)
4,05
2,77
5,55
3,13
7,05
3,32
8,55
3,50
10,05
3,69
4,10
2,78
5,60
3,13
7,10
3,32
8,60
3,51
10,10
3,70
4,15
2,80
5,65
3,14
7,15
3,33
8,65
3,52
10,15
3,70
4,20
2,82
5,70
3,15
7,20
3,33
8,70
3,52
10,20
3,71
4,25
2,84
5,75
3,15
7,25
3,34
8,75
3,53
10,25
3,72
4,30
2,86
5,80
3,16
7,30
3,35
8,80
3,53
10,30
3,72
4,35
2,87
5,85
3,17
7,35
3,35
8,85
3,54
10,35
3,73
4,40
2,89
5,90
3,17
7,40
3,36
8,90
3,55
10,40
3,73
4,45
2,90
5,95
3,18
7,45
3,37
8,95
3,55
10,45
3,74
4,50
2,92
6,00
3,18
7,50
3,37
9,00
3,56
10,50
3,75
4,55
2,94
6,05
3,19
7,55
3,38
9,05
3,57
10,55
3,75
4,60
2,95
6,10
3,20
7,60
3,38
9,10
3,57
10,60
3,76
4,65
2,97
6,15
3,20
7,65
3,39
9,15
3,58
10,65
3,77
4,70
2,98
6,20
3,21
7,70
3,40
9,20
3,58
10,70
3,77
4,75
3,00
6,25
3,22
7,75
3,40
9,25
3,59
10,75
3,78
4,80
3,01
6,30
3,22
7,80
3,41
9,30
3,60
10,80
3,78
4,85
3,03
6,35
3,23
7,85
3,42
9,35
3,60
10,85
3,79
4,90
3,04
6,40
3,23
7,90
3,42
9,40
3,61
10,90
3,80
4,95
3,05
6,45
3,24
7,95
3,43
9,45
3,62
10,95
3,80
5,00
3,06
6,50
3,25
8,00
3,43
9,50
3,62
11,00
3,81
5,05
3,07
6,55
3,25
8,05
3,44
9,55
3,63
11,05
3,82
5,10
3,07
6,60
3,26
8,10
3,45
9,60
3,63
11,10
3,82
5,15
3,08
6,65
3,27
8,15
3,45
9,65
3,64
11,15
3,83
5,20
3,08
6,70
3,27
8,20
3,46
9,70
3,65
11,20
3,83
5,25
3,09
6,75
3,28
8,25
3,47
9,75
3,65
11,25
3,84
5,30
3,10
6,80
3,28
8,30
3,47
9,80
3,66
11,30
3,85
5,35
3,10
6,85
3,29
8,35
3,48
9,85
3,67
11,35
3,85
5,40
3,11
6,90
3,30
8,40
3,48
9,90
3,67
11,40
3,86
5,45
3,12
6,95
3,30
8,45
3,49
9,95
3,68
11,45
3,87
5,50
3,12
7,00
3,31
8,50
3,50
10,00
3,69
11,50
3,87
51
7.2.2.
Współczynnik szorstkości
n
do wzoru Manninga
(Ven te Chow, 1959)
Lp.
Typ cieku i jego opis
Współczynnik
n
min.
ś
redni
max.
1
2
3
4
5
A. Kanał y otwart e ubezpi eczone
asfalt
1
gładki
0,013
0,013
–
2
szorstki
0,016
0,016
–
metal
3
powierzchnia stalowa gładka nie malowana
0,011
0,012
0,014
4
powierzchnia stalowa gładka malowana
0,012
0,013
0,017
5
powierzchnia ryflowana
0,021
0,025
0,030
drewno
6
powierzchnia strugana nie impregnowana
0,010
0,012
0,014
7
powierzchnia strugana, drewno przepojone
kreozotem
0,011
0,012
0,015
8
powierzchnia nie strugana
0,011
0,013
0,015
9
deski z listwami
0,012
0,015
0,018
10
powierzchnie pokryte papą
0,010
0,014
0,017
cement
11
czysta powierzchnia cementowa
0,010
0,010
0,013
12
zaprawa cementowa
0,011
0,013
0,015
beton
13
powierzchnia wygładzona
0,011
0,013
0,015
14
powierzchnia wygładzona kielnią
0,013
0,015
0,016
15
powierzchnia wygładzona, na dnie żwir
0,015
0,017
0,020
16
powierzchnia nie wygładzona
0,014
0,017
0,020
17
torkret dobrze ułożony
0,016
0,019
0,023
18
torkret o powierzchni pofalowanej
0,018
0,022
0,025
19
wyprawa na równo obrobionej powierzchni
skalnej
0,017
0,020
–
20
wyprawa na nierówno obrobionej powierzchni
skalnej
0,022
0,027
–
52
c.d. tabl.
1
2
3
4
5
cegła
21
klinkierowa
0,011
0,013
0,015
22
na zaprawie cementowej
0,012
0,015
0,015
mur kamienny
23
ciosany kamień
0,013
0,015
0,017
24
kamień łamany na zaprawie cementowej
0,017
0,025
0,030
25
mur z kamienia łamanego bez zaprawy
0,023
0,032
0,035
betonowane dno wygładzone kielnią
i ściany wykonane z:
26
ciosanego kamienia na zaprawie
0,015
0,017
0,020
27
nie ciosanego kamienia na zaprawie
0,017
0,020
0,024
28
wyprawionego muru z kamienia łamanego
na zaprawie cementowej
0,016
0,020
0,024
29
kamienia łamanego bez zaprawy
lub narzutu kamiennego
0,020
0,030
0,035
żwirowane dno i ściany wykonane z:
30
betonu
0,017
0,020
0,025
31
nie ciosanego kamienia na zaprawie
0,020
0,023
0,026
B. Kanał y ziemne ni e umocnione
kanał ziemny prosty o stałym przekroju
32
czysty, bezpośrednio po wykonaniu
0,016
0,018
0,020
33
czysty zwietrzały
0,018
0,022
0,025
34
czysty, łożysko kanału żwirowe
0,022
0,025
0,030
35
w kanale niewielka roślinność
0,022
0,027
0,033
kanał ziemny o zmiennym przekroju
36
bez roślinności
0,023
0,025
0,030
37
zarosły trawą
0,025
0,030
0,030
38
z gęstą trawą i wodorostami
0,030
0,035
0,040
39
o dnie zmiennym i ścianami z kamienia łamanego
0,028
0,030
0,035
40
o dnie kamiennym, skarpy porośnięte
wodorostami
0,025
0,035
0,040
41
o brukowanym dnie i czystych skarpach
0,030
0,040
0,050
53
c.d. tabl.
1
2
3
4
5
kanał wykopany za pomocą
koparki zbierakowej lub pogłębiarki
42
bez roślinności
0,025
0,028
0,033
43
z niewielką roślinnością przy brzegach
0,035
0,050
0,060
kanał wykuty w skale
44
o gładkich ścianach i stałym przekroju
0,025
0,035
0,040
45
o nierównych ścianach
0,035
0,040
0,050
kanały zaniedbane
nie oczyszczone z trawy i krzaków
46
gęsta roślinność o wysokości równej głębokości cieku
0,050
0,080
0,120
47
czyste dno, zarośla przy brzegach
0,040
0,050
0,080
48
czyste dno, zarośla przy brzegach
w przypadku wysokiego poziomu wody
0,045
0,070
0,110
49
gęsta wiklina przy brzegach, wysoki poziom wody
0,080
0,100
0,140
C. Naturalne ci eki wodne
małe cieki wodne
w czasie wielkiej wody szerokość mniejsza od 30m
cieki nizinne
50
czyste, proste, bez mielizn i dołów
0,025
0,030
0,033
51
jak wyżej, lecz z dużymi kamieniami i roślinnością
0,030
0,035
0,040
52
czyste, kręte z łachami i dołami
0,033
0,040
0,045
53
jak wyżej, lecz z dużymi kamieniami i roślinnością
0,035
0,045
0,050
54
jak wyżej, przy niskich stanach wody, nieznacznych
spadkach i małych przekrojach poprzecznych
0,040
0,048
0,055
55
czyste, kręte z łachami i dołami, z dużą ilością kamieni
0,045
0,050
0,060
56
z odcinkami o małej prędkości przepływu
z zaroślami i głębokimi dołami
0,050
0,070
0,080
57
na pewnych odcinkach całkowicie zarośnięte
z głębokimi dołami lub występowaniem wikliny
i pni zwalonych drzew
0,075
0,100
0,150
54
c.d. tabl.
1
2
3
4
5
potoki górskie
bez roślinności w korycie, brzegi kręte,
drzewa i krzaki na brzegach
zatapiane podczas wielkiej wody
58
dno potoku żwirowe, występują otoczaki
i nieliczne głazy
0,030
0,040
0,050
59
dno potoku kamienne, występują duże głazy
0,040
0,050
0,070
koryta w terenie zalewowym
pastwiska bez krzaków
60
niska trawa
0,025
0,030
0,035
61
wysoka trawa
0,030
0,035
0,050
pola uprawne
62
nie obsiane
0,020
0,030
0,040
63
zasiewy rzędowe
0,025
0,035
0,045
64
zasiewy ciągłe
0,030
0,040
0,050
powierzchnie pokryte wikliną
65
pojedyncze krzaki, obfita trawa i zielsko
0,035
0,050
0,070
66
niewielka wiklina i drzewa w warunkach
zimowych
0,035
0,050
0,060
67
jak wyżej, lecz latem
0,040
0,060
0,080
68
wiklina o gęstości od średniej do dużej
w warunkach zimowych
0,045
0,070
0,110
69
jak wyżej, lecz latem
0,070
0,100
0,160
55
c.d. tabl.
1
2
3
4
5
powierzchnia pokryta drzewami
70
gęsty gaj wierzbowy w warunkach letnich
0,110
0,150
0,200
71
oczyszczona powierzchnia ziemi
z pieńkami i drzewami bez pędów
0,040
0,050
0,050
72
jak wyżej, lecz drzewa z gęstymi pędami
0,050
0,060
0,080
73
duża ilość pni, nieliczne zwalone drzewa,
niewielkie poszycie lasów,
poziom wielkiej wody poniżej gałęzi drzew
0,080
0,100
0,120
74
jak wyżej, lecz poziom wielkiej wody
zatapia gałęzie drzew
0,100
0,120
0,160
duże cieki
przy wielkiej wodzie
szerokość koryta większa od 30m
( w takich samych warunkach wielkość
n
dla
dużych cieków jest mniejsza niż dla małych,
bowiem szorstkość brzegowa w przypadku
dużych cieków stanowi dla ruchu wody
mniejszą przeszkodę )
75
regularne przekroje poprzeczne koryta
bez wikliny i głazów
0,025
-
0,060
76
nieregularne przekroje poprzeczne
i nierówna powierzchnia koryta
0,035
-
0,100
56
7.2.3.
Ekwiwalentna elementarna chropowatość piaskowa
k
s
do wzoru Darcy’ego-Weissbacha
(DVWK Blatt, 1991)
Rodzaj
powierzchni
Materiał
k
s
[mm]
Łożysko kanału
piasek
d
90
gruba pospółka, żwir
60
÷
200
kamienie
200
÷
300
obrukowanie
30
÷
50
Skarpy i terasy
gleba
20
÷
250
trawnik
60
narzut kamienny porośnięty trawą
300
siatka kamienna przerośnięta trawą
15
÷
30
Ś
ciany kanału
beton szorstki
6
÷
20
kamień łamany
15
÷
20
ś
ciana stalowa w zależności od
profilu
20
÷
100
57
7.3.
RUCH JEDNOSTAJNY W KOLEKTORACH
7.3.1.
Moduły przepływu dla kolektorów
Moduł przepł ywu
K
i prędkoś ci
w
dl a kol ekt orów
o przekroju kołow ym
(wg wzoru Manninga )
n
0,011
0,012
0,013
0,014
d
K
w
K
w
K
w
K
w
[mm]
[m
3
/s]
[m/s]
[m
3
/s]
[m/s]
[m
3
/s]
[m/s]
[m
3
/s]
[m/s]
25
0,00151 3,08460 0,00139 2,82750 0,00128 2,61000 0,00119 2,42360
50
0,00961 4,89640 0,00881 4,48840 0,00814 4,14310 0,00755 3,84720
75
0,02835 6,41620 0,02598 5,88150 0,02398 5,42910 0,02227 5,04130
100
0,06105 7,77260 0,05596 7,12490 0,05165 6,57680 0,04796 6,10710
125
0,11068 9,01930 0,10146 8,26770 0,09366 7,63170 0,08697 7,08660
150
0,17998 10,1850 0,16499 9,33630 0,15229 8,61810 0,14142 8,00250
175
0,27149 11,2874 0,24887 10,3468 0,22972 9,55080 0,21332 8,86860
200
0,38762 12,3383 0,35532 11,3101 0,32798 10,4401 0,30456 9,69430
250
0,70280 14,3173 0,64423 13,1242 0,59468 12,1146 0,55220 11,2493
300
1,14283 16,1677 1,04759 14,8204 0,96701 13,6804 0,89794 12,7032
350
1,72387 17,9176 1,58022 16,4244 1,45866 15,1610 1,35447 14,0781
400
2,46122 19,5858 2,25612 17,9536 2,08257 16,5726 1,93382 15,3888
450
3,36944 21,1857 3,08865 19,4202 2,85106 17,9263 2,64741 16,6459
500
4,46249 22,7273 4,09062 20,8333 3,77595 19,2308 3,50624 17,8571
550
5,75384 24,2182 5,27435 22,2000 4,86863 20,4924 4,52087 19,0286
600
7,25650 25,6646 6,65179 23,5259 6,14012 21,7162 5,70154 20,1651
700
10,9459 28,4424 10,0337 26,0722 9,26193 24,0666 8,60036 22,3476
800
15,6277 31,0905 14,3254 28,4996 13,2235 26,3073 12,2790 24,4282
900
21,3945 33,6302 19,6117 30,8277 18,1031 28,4563 16,8100 26,4237
1000
28,3350 36,0773 25,9737 33,0709 23,9758 30,5269 22,2633 28,3464
1100
36,5346 38,4440 33,4900 35,2404 30,9139 32,5296 28,7058 30,2060
1200
46,0759 40,7400 42,2362 37,3450 38,9873 34,4723 36,2025 32,0100
1300
57,0391 42,9731 52,2858 39,3920 48,2639 36,3618 44,8165 33,7645
1400
69,5022 45,1495 63,7103 41,3870 58,8096 38,2034 54,6089 35,4746
1500
83,5411 47,2746 76,5794 43,3351 70,6887 40,0016 65,6395 37,1444
58
Moduł przepł ywu
K
i prędkoś ci
w
dl a kol ekt orów
o norm aln ym (2: 3) przekroju j ajow ym
(wg wzoru Manninga)
n
0,011
0,012
0,013
0,014
H
K
w
K
w
K
w
K
w
[mm]
[m
3
/s]
[m/s] [m
3
/s]
[m/s] [m
3
/s]
[m/s] [m
3
/s]
[m/s]
200
0,212 10,387
0,194 9,522
0,179 8,789
0,167 8,162
250
0,385 12,053
0,353 11,049
0,325 10,199
0,302 9,471
300
0,625 13,611
0,573 12,477
0,529 11,517
0,491 10,695
350
0,943 15,084
0,865 13,827
0,798 12,764
0,741 11,852
400
1,347 16,489
1,234 15,115
1,140 13,952
1,058 12,956
450
1,844 17,836
1,690 16,350
1,560 15,092
1,449 14,014
500
2,442 19,134
2,238 17,539
2,066 16,190
1,919 15,034
600
3,971 21,607
3,640 19,806
3,360 18,282
3,120 16,977
700
5,989 23,945
5,490 21,950
5,068 20,261
4,706 18,814
800
8,551 26,174
7,838 23,993
7,235 22,148
6,719 20,566
900
11,706
28,313
10,731
25,953
9,905 23,957
9,198 22,246
1000
15,504
30,373
14,212
27,842
13,119
25,700
12,182
23,864
1100
19,991
32,365
18,325
29,668
16,915
27,386
15,707
25,430
1200
25,211
34,298
23,110
31,440
21,333
29,022
19,809
26,949
1300
31,210
36,178
28,609
33,163
26,408
30,612
24,522
28,426
1400
38,029
38,010
34,860
34,843
32,179
32,163
29,880
29,865
1500
45,711
39,800
41,902
36,483
38,679
33,677
35,916
31,271
59
7.3.2.
Sprawność kolektorów
Współcz ynni ki s prawnoś ci kol ektorów
(wg wzoru Manninga)
h
/
H
Kolektor kołowy
Kolektor jajowy
Q
/
Q
o
v
/
v
o
Q
/
Q
o
v
/
v
o
0,00
0,0000
0,0000
0,0000
0,0000
0,05
0,0048
0,2569
0,0047
0,2951
0,10
0,0209
0,4012
0,0191
0,4410
0,15
0,0486
0,5168
0,0421
0,5437
0,20
0,0876
0,6151
0,0735
0,6268
0,25
0,1370
0,7007
0,1134
0,6979
0,30
0,1958
0,7761
0,1613
0,7605
0,35
0,2629
0,8430
0,2168
0,8164
0,40
0,3370
0,9022
0,2793
0,8666
0,45
0,4165
0,9544
0,3481
0,9117
0,50
0,5000
1,0000
0,4223
0,9524
0,55
0,5857
1,0393
0,5011
0,9888
0,60
0,6718
1,0724
0,5834
1,0214
0,65
0,7564
1,0993
0,6683
1,0502
0,70
0,8372
1,1198
0,7544
1,0754
0,75
0,9119
1,1335
0,8392
1,0958
0,80
0,9775
1,1397
0,9184
1,1099
0,85
1,0304
1,1374
0,9873
1,1158
0,90
1,0658
1,1243
1,0392
1,1107
0,95
1,0745
1,0950
1,0631
1,0885
1,00
1,0000
1,0000
1,0000
1,0000
60
W ykres sprawnoś ci kolektorów
0.0
0.0
0.5
0.9
Q
/Q
o
0.15
1.1
1.2
1.0
0.00
0.05
0.10
0.10
0.20
9 8
0.3
0.05
7 6
4 3
0.4
0.5
0.7
0.6
0.8
0.2
0.3
0.1
0.4
v/v
o
0.00
2 1
Q
/Q
o
R
/R
o
A
/A
o
0.9
Q
/Q
o
A
/A
o
0.6
v
/v
o
0.7
0.8
h/d
1.1
0.9
1.2
1.0
1.0
R
/R
o
R
o
0.7
0.8
0.6
0.5
0.2
0.4
0.3
0.1
0.5
0.9
R
o
/2
0.4
0.3
0.2
0.1
0.6
0.7
0.8
0.5
R
/R
o
A
/A
o
3R
o
Q
/Q
o
v/
v
o
0.00
1
2
0.15
Q
/Q
o
1.2
1.1
1.0
0.05
0.00
0.10
8
0.05
3 4
6 7
0.10
0.20
9
0.3
0.4
0.9
Q
/Q
o
A
/A
o
R
/R
o
R
o
2:3
0.2
0.1
0.3
0.4
0.5
0.6
0.8
0.7
0.6
v
/v
o
0.7
0.8
h/H
1.1
1.0
0.9
1.2
1.0
61
7.4.
RUCH ZMIENNY USTALONY W KORYTACH OTWARTYCH
W poniższych metodach uproszczonych stosowany jest wzór:
−
=
o
o
o
o
h
h
h
h
h
S
1
2
f
f
l
,
gdzie:
S
o
– spadek dna między przekrojem „1” i „2”,
l
– odległość między przekrojem „1” i „2”,
h
o
– głębokość dla ruchu jednostajnego,
h
i
– głębokość dla ruchu niejednostajnego w przekroju
i
.
7.4.1.
Funkcja Rühlmanna do obliczeń krzywej spiętrzenia
w korycie prostokątnym
(Czetwertyński, 1958)
h
i
/
h
o
f
(
h
i
/
h
o
)
h
i
/
h
o
f
(
h
i
/
h
o
)
h
i
/
h
o
f
(
h
i
/
h
o
)
h
i
/
h
o
f
(
h
i
/
h
o
)
1,0098 0,0000
1,105
0,855
1,205
1,1479
1,305
1,3519
1,010
0,0067
1,110
0,8739
1,210
1,1595
1,310
1,3610
1,015
0,1452
1,115
0,8922
1,215
1,1709
1,315
1,3700
1,020
0,2444
1,120
0,9098
1,220
1,1821
1,320
1,3789
1,025
0,3228
1,125
0,9269
1,225
1,1931
1,325
1,3877
1,030
0,3863
1,130
0,9434
1,230
1,2040
1,330
1,3962
1,035
0,4411
1,135
0,9595
1,235
1,2148
1,335
1,4050
1,040
0,4889
1,140
0,9751
1,240
1,2254
1,340
1,4186
1,045
0,5316
1,145
0,9903
1,245
1,2358
1,345
1,4221
1,050
0,5701
1,150
1,0051
1,250
1,2461
1,350
1,4306
1,055
0,6053
1,155
1,0195
1,255
1,2563
1,355
1,4390
1,060
0,6376
1,160
1,0335
1,260
1,2664
1,360
1,4473
1,065
0,6677
1,165
1,0473
1,265
1,2763
1,365
1,4556
1,070
0,6958
1,170
1,0608
1,270
1,2861
1,370
1,4638
1,075
0,7222
1,175
1,0740
1,275
1,2958
1,375
1,4720
1,080
0,7482
1,180
1,0869
1,280
1,3054
1,380
1,4801
1,085
0,7708
1,185
1,0995
1,285
1,3149
1,385
1,4882
1,090
0,7933
1,190
1,1119
1,290
1,3243
1,390
1,4962
1,095
0,8114
1,195
1,1241
1,295
1,3336
1,395
1,5041
1,100
0,8353
1,200
1,1361
1,300
1,3428
1,400
1,5119
62
c.d. tabl.
h
i
/
h
o
f
(
h
i
/
h
o
)
h
i
/
h
o
f
(
h
i
/
h
o
)
h
i
/
h
o
f
(
h
i
/
h
o
)
h
i
/
h
o
f
(
h
i
/
h
o
)
1,405
1,5197
1,555
1,7376
1,81
2,0615
3,10
3,4631
1,410
1,5275
1,560
1,7444
1,82
2,0735
3,20
3,5664
1,415
1,5353
1,565
1,7512
1,83
2,0855
3,30
3,6694
1,420
1,5430
1,570
1,7589
1,84
2,0975
3,40
3,7720
1,425
1,5507
1,575
1,7647
1,85
2,1095
3,50
3,8745
1,430
1,5583
1,580
1,7714
1,86
2,1213
3,60
3,9768
1,435
1,5659
1,585
1,7781
1,87
2,1331
3,70
4,0789
1,440
1,5734
1,590
1,7848
1,88
2,1449
3,80
4,1808
1,445
1,5809
1,595
1,7914
1,89
2,1567
3,90
4,2826
1,450
1,5884
1,600
1,7980
1,90
2,1683
4,00
4,3845
1,455
1,5958
1,610
1,8112
1,91
2,1800
4,50
4,8891
1,460
1,6032
1,620
1,8243
1,92
2,1916
5,00
5,3958
1,465
1,6106
1,630
1,8373
1,93
2,2032
5,50
5,8993
1,470
1,6179
1,640
1,8503
1,94
2,2148
6,00
6,4018
1,475
1,6252
1,650
1,8631
1,95
2,2264
7,00
7,4056
1,480
1,6324
1,660
1,8759
1,96
2,2380
8,00
8,4079
1,485
1,6396
1,670
1,8887
1,97
2,2496
9,00
9,4097
1,490
1,6468
1,680
1,9014
1,98
2,2611
10,0
10,411
1,495
1,6540
1,690
1,9140
1,99
2,2725
20,0
20,415
1,500
1,6611
1,700
1,9266
2,00
2,2838
30,0
30,416
1,505
1,6682
1,710
1,9392
2,10
2,3971
50,0
50,417
1,510
1,6753
1,720
1,9517
2,20
2,5083
100
100,42
1,515
1,6823
1,730
1,9641
2,30
2,6179
1,520
1,6893
1,740
1,9765
2,40
2,7264
1,525
1,6963
1,750
1,9888
2,50
2,8337
1,530
1,7032
1,760
2,0010
2,60
2,9401
1,535
1,7101
1,770
2,0132
2,70
3,0458
1,540
1,7170
1,780
2,0254
2,80
3,1508
1,545
1,7239
1,790
2,0375
2,90
3,2553
1,550
1,7308
1,800
2,0495
3,00
3,3594
63
7.4.2.
Funkcja Tolkmitta do obliczeń krzywej spiętrzenia w
korycie parabolicznym (Czetwertyński, 1958)
h
i
/
h
o
f
(
h
i
/
h
o
)
h
i
/
h
o
f
(
h
i
/
h
o
)
h
i
/
h
o
f
(
h
i
/
h
o
)
h
i
/
h
o
f
(
h
i
/
h
o
)
1,010
0,074
1,130
0,793
1,360
1,207
1,600
1,513
1,015
0,179
1,135
0,806
1,370
1,221
1,650
1,571
1,020
0,254
1,140
0,818
1,380
1,235
1,700
1,628
1,025
0,313
1,150
0,842
1,390
1,249
1,750
1,685
1,030
0,362
1,160
0,865
1,400
1,262
1,800
1,740
1,035
0,403
1,170
0,887
1,410
1,276
1,900
1,850
1,040
0,440
1,180
0,908
1,420
1,289
2,000
1,957
1,045
0,473
1,190
0,928
1,430
1,302
2,100
2,063
1,050
0,502
1,200
0,948
1,440
1,315
2,200
2,168
1,055
0,529
1,210
0,967
1,450
1,328
2,300
2,272
1,060
0,554
1,220
0,985
1,460
1,341
2,400
2,376
1,065
0,578
1,230
1,003
1,470
1,354
2,500
2,478
1,070
0,594
1,240
1,021
1,480
1,367
2,600
2,581
1,075
0,620
1,250
1,038
1,490
1,379
2,700
2,683
1,080
0,639
1,260
1,055
1,500
1,392
2,800
2,785
1,085
0,657
1,270
1,071
1,510
1,404
2,900
2,886
1,090
0,675
1,280
1,087
1,520
1,417
3,000
2,988
1,095
0,692
1,290
1,103
1,530
1,429
3,500
3,492
1,100
0,708
1,300
1,119
1,540
1,441
4,000
3,995
1,105
0,723
1,310
1,134
1,550
1,453
4,500
4,496
1,110
0,738
1,320
1,149
1,560
1,466
5,000
4,997
1,115
0,753
1,330
1,164
1,570
1,477
6,000
5,998
1,120
0,767
1,340
1,178
1,580
1,489
8,000
7,999
1,125
0,780
1,350
1,193
1,590
1,501
10,000 10,000
64
7.5.
RUCH RUMOWISKA W KORYTACH OTWARTYCH
7.5.1.
Prędkość
v
swobodnego opadania w wodzie kulistego ziarna
o średnicy
d
s
<10
3
µµµµ
m (Palarski, 1982)
v
[m/s]
d
s
[
µ
m]
65
7.5.2.
Prędkość
v
swobodnego opadania w wodzie kulistego ziarna
o średnicy
d
s
>10
3
µµµµ
m (Palarski, 1982)
7.5.3.
Zależność współczynnika
n
Richardsona-Zaki
od
liczby
Reynoldsa (Palarski, 1982)
v
[m /s]
d
s
[
µ
m]
Re
s
n
66
8.
FILTRACJA. Parametry filtracyjne gruntów klastycznych
(Fetter, 1994; Mielcarzewicz, 1971)
Rodzaj gruntu
S
ym
bol
Współ-
czynnik
wodoprze-
puszczal-
ności
Współ-
czynnik
porowa-
tości
Wznios
kapilarny
Współ-
czynnik
odsączal-
ności
k
[m/d]
n
[%]
h
k
[m]
µ
[%]
Otoczaki
K
o
>200
–
–
–
ś
wir
ś
100
÷
200
20
÷
55
0
÷
0,03
24
÷
28
Pospółka
P
o
75
÷
150
15
÷
30
22
÷
24
Piasek
gruboziarnisty
P
r
25
÷
75
25
÷
50
0,03
÷
0,12
19
÷
23
Piasek średni
P
s
10
÷
25
25
÷
50
0,12
÷
0,35
17
÷
21
Piasek
drobnoziarnisty
P
d
2
÷
10
25
÷
50
0,35
÷
1,2
14
÷
18
Piasek pylasty,
mułek
P
π
1
÷
2
–
1,2
÷
3,5
10
÷
15
Piasek gliniasty
P
g
0,2
÷
0,7
–
1,0
÷
1,5
9
÷
11
Pył, less
π
–
40
÷
65
1,2
÷
3,5
18
÷
19
Pył gliniasty
π
g
–
25
÷
35
–
–
Glina piaszczysta
lekka
G
p
0,08
÷
0,4
24
÷
42
1,5
÷
2,0
7
÷
12
Glina piaszczysta
ś
rednia
G
p
2,0
÷
3,0
Glina piaszczysta
ciężka
G
p
3,0
÷
4,0
Glina
G
<0,005
24
÷
42
4,0
÷
5,0
0
÷
5
Ił
I
–
35
÷
70
–
–
Torf mało
zmineralizowany
T
1,0
÷
4,5
76
÷
89
1,2
÷
1,5
12
÷
15
Torf średnio
zmineralizowany
T
0,15
÷
1,0
76
÷
89
1,2
÷
1,5
9
÷
12
Torf silnie
zmineralizowany
T
0,01
÷
0,15
76
÷
89
1,2
÷
1,5
6
÷
9
67
9.
BIBLIOGRAFIA
W. Balcerski (red.): Budowle wodne śródlądowe. Budownictwo
Betonowe. Tom XVII. Arkady, Warszawa 1969.
E. Czetwertyński: Hydraulika i hydromechanika. PWN, Warszawa 1958.
R. Czugajew: Gidrawlika. Energija, Leningrad 1975.
DVWK Blatt 220/91. Hydraulische Berechnung von Fliessgewaessern.
Verlag P. Parey, Hamburg 1991.
K. Fanti, K. Fiedler, J. Kowalewski, S. Wójcicki: Budowle piętrzące.
Arkady, Warszawa 1972
C.W. Fetter: Applied hydrogeology. Macmillan College Publ. Co., New
York 1994.
C. Grabarczyk: Przepływy cieczy w przewodach. Metody obliczeniowe.
Envirotech, Poznań 1997.
E. Mielcarzewicz: Melioracje terenów miejskich i przemysłowych. Arkady,
Warszawa 1971.
J. Palarski: Hydrotransport. WNT, Warszawa 1982.
PN-55/N-02086. Masa właściwa (gęstość) wody w zależności od
temperatury. RZG, s. l. 1956.
PN-76/M-34034. Rurociągi. Zasady obliczeń strat ciśnienia. Wydawn.
Normalizacyjne, Warszawa 1977.
A. Podniesiński (red.): Zbiór zadań z hydrauliki. PWN, Łódź 1958.
R. Rogala, J. Machajski, W. Rędowicz: Hydraulika stosowana. Przykłady
obliczeń. Wydawn. Politechniki Wrocławskiej, Wrocław 1991.
J. Sobota: Hydraulika. Wydawn. AR, Wrocław 1994.
Ven te Chow: Open channels hydraulics. McGraw Hill, New York 1959.
Zarządzenie Prezesa Centralnego Urzędu Gospodarki Wodnej Nr 14 z 14
lutego 1967 r. w sprawie warunków technicznych jakim powinna
odpowiadać budowla wodna. Dz. Budownictwa Nr 3, poz. 23, 1967.